Наноперья уничтожают пластиковые отходы
Новый материал может помочь разрушить микропластик. Новая технология не наносит вреда водным организмам - наоборот, способствует росту водорослей.
Химически модифицированные углеродные нанотрубки расщепляют микропластик на более мелкие безвредные молекулы. Исследователи из Университета Аделаиды в настоящее время впервые используют нанотрубки в качестве катализаторов для разрушения микропластика. Для этого специалисты, работающие с Шаобинь Ван, изготовили новую форму спиралевидных углеродных нанотрубок, в которые были добавлены азот и марганец. В них микропластик реагирует с сильно окисляющим веществом пероксимоносульфатом с образованием безвредных молекул, таких как спирты и карбоновые кислоты. Концептуальное исследование, опубликованное в журнале Matter, показало, что использование углеродных нанотрубок не вредно для таких организмов, как микроводоросли. Это открывает новые возможности для удаления микропластика из промышленных сточных вод.
Теперь известно, что микроскопически маленькие частицы пластика связываются с пестицидами и тяжелыми металлами, накапливаются в пищевой цепи и поэтому также опасны для человека. До сих пор такие элементы, как кобальт, часто служили катализаторами разложения микропластика. Однако эти металлы сами по себе токсичны и опасны для окружающей среды. Если марганец и азот включены в пружинную структуру углеродных трубок, они служат каталитическими центрами окисления пластика. Трубки остаются стабильными во время реакции, и металл не попадает в окружающую среду. Кроме того, марганец делает материал магнитным. Нанопружины можно отделить от очищенных сточных вод с помощью простого магнита и использовать повторно.
При изучении токсичности продуктов разложения обнаружилось еще одно неожиданное преимущество нового материала: исследователи наблюдали развитие микроводорослей в растворах различных продуктов, очищенных от частиц пластика и углеродных нанотрубок, в течение 14 дней и обнаружили, что водоросли могут питаться продуктами разложения микропластика. В дальнейших экспериментах будет исследована деградация не только микропластика на основе полиэтилена, но и других видов пластика. Продукты разложения всегда должны быть безвредными, если процесс используется для очистки промышленных сточных вод. Недостатком метода, однако, является высокое потребление энергии, поскольку эффективное окисление микропластика до сих пор происходило только при температуре выше 100 °C.