_ Noul hidrogel îndepărtează microplastele din apă

Microplasticele reprezintă o mare amenințare pentru sănătatea umană. Aceste mici resturi de plastic pot pătrunde în corpul nostru prin apa pe care o bem și cresc riscul de îmbolnăvire. Ele reprezintă, de asemenea, un pericol pentru mediu; găsite chiar și în zone îndepărtate, cum ar fi calotele polare și tranșeele oceanice adânci, pun în pericol formele de viață acvatice și terestre.

Pentru a combate acest poluant emergent, cercetătorii de la Institutul Indian de Știință (IISc) au proiectat un hidrogel durabil pentru a îndepărtați microplasticele din apă. Materialul are o rețea unică de polimeri împletite care poate lega contaminanții și îi poate degrada folosind iradierea cu lumină UV. Cercetarea este publicată în revista Nanoscale.

Oamenii de știință au încercat anterior să folosească membrane de filtrare pentru a îndepărta microplasticele. Cu toate acestea, membranele se pot înfunda cu aceste particule minuscule, făcându-le nesustenabile. În schimb, echipa IISc condusă de Suryasarathi Bose, profesor la Departamentul de Inginerie a Materialelor, a decis să apeleze la hidrogeluri 3D.

Noul hidrogel dezvoltat de echipă este format din trei straturi de polimeri diferite — chitosan, alcool polivinilic. și polianilină - împletite împreună, formând o arhitectură Interpenetrating Polymer Network (IPN). Echipa a infuzat această matrice cu nanoclustere dintr-un material numit substitut de cupru polioxometalat (Cu-POM).

Aceste nanoclustere sunt catalizatori care pot folosi lumina UV pentru a degrada microplasticele. Combinația dintre polimeri și nanoclustere a dus la un hidrogel puternic, cu capacitatea de a adsorbi și degrada cantități mari de microplastice.

Majoritatea microplasticelor sunt un produs al defalcării incomplete a materialelor plastice și a fibrelor de uz casnic. Pentru a imita acest lucru în laborator, echipa a zdrobit capacele recipientelor pentru alimente și alte produse din plastic de uz zilnic pentru a crea două dintre cele mai comune microplastice existente în natură: clorură de polivinil și polipropilenă.

„Împreună cu tratamentul sau îndepărtarea. a microplasticelor, o altă problemă majoră este detectarea. Deoarece acestea sunt particule foarte mici, nu le puteți vedea cu ochiul liber", explică Soumi Dutta, primul autor al studiului și bursier național post-doctoral SERB la Departamentul de Inginerie a Materialelor.

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au adăugat un colorant fluorescent la microplastice pentru a urmări cât de mult a fost adsorbit și degradat de hidrogel în diferite condiții. „Am verificat îndepărtarea microplasticelor la diferite niveluri de pH ale apei, diferite temperaturi și diferite concentrații de microplastice”, explică Dutta.

Hidrogelul s-a dovedit a fi foarte eficient – ​​ar putea elimina aproximativ 95% și 93% dintre cele două tipuri diferite de microplastice din apă la pH aproape neutru (~6,5). Echipa a efectuat, de asemenea, mai multe experimente pentru a testa cât de durabil și de rezistent a fost materialul. Ei au descoperit că combinația celor trei polimeri a făcut-o stabilă la diferite temperaturi.

„Am vrut să facem un material care este mai durabil și care poate fi folosit în mod repetitiv”, explică Bose. Hidrogelul ar putea dura până la cinci cicluri de îndepărtare a microplasticului fără pierderi semnificative de eficacitate. În plus, subliniază Bose, este că, odată ce a depășit utilizarea sa, hidrogelul poate fi reutilizat în nanomateriale de carbon care pot elimina metalele grele, cum ar fi cromul hexavalent, din apa poluată.

În continuare, cercetătorii intenționează să colaborați cu colaboratorii pentru a dezvolta un dispozitiv care poate fi implementat la scară largă pentru a ajuta la curățarea microplasticului din diverse surse de apă.

(Fluierul)