Пластиковое загрязнение не всегда можно увидеть невооружённым глазом. Но оно повсюду.
Структура "яичного" аэрогеля под микроскопом: листы графена натянуты на сетки из углеродных волокон.
Учёные всего мира ищут способ спасти мир от нашествия пластика и разрабатывают методы очистки воды от мельчайших частиц полимеров. Опасность высока: пластик уже встречается во всех водоёмах мира. И эту проблему пора решать.
Пластик — долговечный, прочный материал, дешёвый в производстве и удобный в применении. Но многие пластиковые вещи превращаются в долговечный… мусор уже через несколько минут использования.
Мало кто из жителей Земли сегодня отправляет в переработку пластиковые пакеты, крышки от чашек для кофе, пластиковые бутылки из-под напитков и бытовой химии или одноразовые столовые приборы.
Такой пластик быстро оказывается на свалках, где разлагается на мельчайшие частицы (и биопластик по-прежнему не решение), затем попадает с дождём в грунтовые воды и уже с ними попадает в Мировой океан. К тому же микропластик "в готовом виде" содержится в косметике, средствах ухода, лекарственных препаратах.
Эти мельчайшие частицы полимеров нарушают естественные химические циклы, происходящие в морской воде, становятся пищей морских обитателей и попадают с морепродуктами к нам на стол.
В итоге они проникают не только в наши желудок и лёгкие, но даже в кровь.
Микропластик повышает уровень холестерина в крови читайте также
Российские учёные совместно с индийскими коллегами выяснили, что основной объём микропластика попадает в окружающую среду через очистные сооружения и стоки ливневых вод.
Решить эту растущую проблему помогут новые методы очистки воды. Ведь традиционные фильтры очистных станций не рассчитаны на "отлов" таких мелких частиц, как микропластик. (И это одна из причин, почему нельзя смывать в раковину, например, контактные линзы.)
Исследователи всего мира ищут новые материалы, подходящие для столь тонкой фильтрации, и находят их в подчас неожиданных местах. Например, в собственном завтраке.
Так, учёные из США создали перспективный аэрогель — лёгкий и пористый материал — из яичного белка. Этот аэрогель можно будет использовать не только для фильтрации воды, но и для накопления энергии, а также звуко- и теплоизоляции.
Поясним, что яичный белок — это почти чистый белок без каких-либо добавок. При сублимационной сушке и нагревании до 900 градусов по Цельсию в безкислородной среде молекулы белков превращаются в паутину из тесно переплетённых нитей углеродных волокон и графена.
Структура "яичного" аэрогеля под микроскопом: листы графена натянуты на сетки из углеродных волокон. Фото Shaharyar Wani/ Princeton Engineering.
Полученный таким образом материал может удалять соль и микропластик из морской воды с эффективностью 98% и 99% соответственно.
Яичный белок превращается в надёжный фильтрующий материал даже если его сначала обжаривали на плите или взбивали. То есть потенциально на пользу можно использовать даже отработанный продукт кафе и ресторанов.
Микропластик нашли в пакетах с молоком, в крови и мясе коров читайте также
Яйца — очень доступный материал, но использовать их напрямую в очистных сооружениях вряд ли имеет смысл. Ведь в первую очередь яичный белок необходим для питания населения Земли.
Однако другие белки также хорошо выполняют функцию фильтрации. Следующим шагом американских исследователей будет совершенствование процесса изготовления таких белковых фильтров.
Исследование было опубликовано в издании Materials Today в октябре 2022 года.
Ещё один многообещающий материал обнаружили исследователи из Южной Кореи. Он известен как ковалентный триазеновый каркас (CTF). Это очень пористый материал, внутри которого достаточно места для хранения "застрявших" в нём молекул.
Учёные "отремонтировали" молекулы CTF, чтобы они лучше стягивали на себя воду, и подвергли материал мягкому окислению. Получившийся фильтр показал выдающуюся эффективность — более 99,9% загрязнителей, включая микропластик, были удалены из образцов воды в течение всего-то 10 секунд.
Материал также можно использовать повторно, причём многократно.
Описание новой разработки было опубликовано в сентябре 2022 года в научном журнале Advanced Materials.
В слюне человека прячется бактерия, расщепляющая пластик читайте также
Материалов, помогающих очищать воду от мельчайших частиц, на самом деле известно уже немало. О ряде из них мы уже рассказывали подробно.
В их числе нанофильтры из металла, наноразмерные провода, покрытые полупроводниковыми материалами, жидкостные мембраны.
Недавно российские учёные с коллегами из Китая и Тайваня также выяснили, что очищать сточные воды от устойчивого красителя можно, используя специально обработанную кожуру личи.
