Бразильские ученые из Университета Сан-Паулу создали доступный и действенный метод очистки воды от микро- и нанопластика. Технология предполагает использование магнитных наночастиц, которые притягиваются к поверхности этих мельчайших загрязнений, удерживают их и способствуют их разложению.
В ходе своего исследования бразильские химики обратили внимание на вопросы загрязнения окружающей среды. Они отметили, что пластиковые отходы распространены повсеместно и присутствуют во всех средах: в почве, воздухе и водоемах. При этом, попадание микропластика – мельчайших частиц пластика, сопоставимых по размеру с кунжутным семенем (от одного микрометра до одного миллиметра, некоторые исследователи считают пределом пять миллиметров) – вызывает озабоченность, поскольку нанопластик (от одного до тысячи нанометров) может присутствовать даже в бытовых предметах и источниках питьевой воды.
Наночастицы, невидимые невооруженным глазом, создают угрозу для живых организмов, включая людей. Их невозможно увидеть даже с помощью обычных микроскопов, что значительно затрудняет их обнаружение и удаление из систем очистки.
В качестве альтернативы был предложен новый подход. Молекулы иммобилизованных ферментов – липазы и полидофамина – были присоединены к магнитным наночастицам оксида железа. Этот природный полимер, содержащий молекулы, стимулирующие выработку «гормона счастья», обладает уникальными адгезивными свойствами, аналогичными белковым соединениям, которые производят мидии и другие моллюски. Благодаря этим «липким» нитям наночастицы способны прикрепляться к пластику и поглощать его, после чего он удаляется из водного раствора.
Ученые также отмечают успешное применение разработанных наночастиц для отслеживания процессов отделения и разрушения микропластика как значительное достижение конфокальной рамановской микроскопии. Этот аналитический инструмент совмещает обычную оптическую микроскопию и химическую идентификацию с помощью рамановской спектроскопии.
Используя гиперспектральные изображения, химики наблюдали за ходом реакций в режиме реального времени, внедрив новый метод. Разработанная технология позволит ферментативно разрушать нанопластик, исключая загрязнение водной среды. Следовательно, магнитные наночастицы не представляют опасности для окружающей среды.
Научная работа опубликована в журнале Micron.