Наноразмерные магнитные частицы извлекли мельчайшие пластиковые загрязнения из воды

Новости МирТесен

Сотрудники Университета Сан-Паулу (расположенного в Бразилии) создали доступный по цене и действенный метод для ликвидации микроскопических и наноразмерных пластиковых частиц из водных ресурсов. Принцип действия технологии заключается в использовании магнитных наночастиц, которые притягиваются к поверхности мельчайших загрязнений и способствуют их последующему разрушению.

В ходе своей работы бразильские ученые-химики обратили внимание на серьезную экологическую проблему – распространение пластикового мусора. Они отметили, что эти отходы присутствуют повсеместно, оказываясь в различных средах обитания: почве, атмосфере и водоемах. В то время как микропластик (частицы размером с семя кунжута, варьирующиеся от одного микрометра до миллиметра; некоторые исследователи устанавливают предел на уровне пяти миллиметров) попадает в окружающую среду достаточно часто, нанопластик (от одного до тысячи нанометров) обнаруживается даже в обычных предметах быта и источниках питьевой воды.

Это создает угрозу для живых существ, включая людей. Поскольку эти микроскопические частицы невидимы человеческому глазу и недоступны для обнаружения с помощью стандартных оптических приборов, их крайне затруднительно выявлять и извлекать из систем водоочистки.

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 спектральной рамановской микроскопии. Данный метод анализа сочетает в себе принципы обычной оптической визуализации и химического определения с помощью рамановской спектроскопии.

Специалисты наблюдали за происходящими изменениями непосредственно во время процесса, используя гиперспектральную визуализацию и внедрив инновационный подход. Разработанная технология обеспечивает ферментативное разложение нанопластика без загрязнения водной среды, что делает магнитные частицы экологически безопасными.

Научная работа опубликована в журнале Micron.