Em um novo artigo, pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte mostram prova de conceito para um sistema que, em um único ciclo, take away ativamente os microplásticos da água.
As descobertas, descritas no diário Materiais funcionais avançadosmantenha o potencial de avanços na limpeza de oceanos e outros corpos de água de minúsculos plásticos que podem prejudicar a saúde humana e o meio ambiente.
“A idéia por trás deste trabalho é: podemos fazer os materiais de limpeza na forma de partículas macias que dispersam na água, capturam microplásticos enquanto afundam e depois retornam à superfície com os contaminantes microplásticos capturados?” disse Orlin Velev, o professor ilustre de S. Frank e Doris Culberson de engenharia química e biomolecular no estado da NC e autor correspondente do artigo.
“Demonstramos como vários princípios podem ser integrados a um sistema que funciona em um único ciclo”.
A pesquisa começa com colóides dendríticos suaves-partículas macias únicas e ramificadas hierarquicamente com propriedades distintas, como a capacidade de manter praticamente qualquer superfície-que pode ser criada a partir de vários polímeros.
Velev e Ph.D. O aluno Haeleen Hong, o primeiro autor do jornal, diz que a natureza pegajosa dessas partículas pode atrair microplásticos e agarrá -los – mesmo em condições úmidas e salgadas, como a água do oceano.
“As partículas de limpeza nesta pesquisa são feitas de quitosana, um polímero biodegradável originário da quitina, que vem de resíduos de mariscos processados”, disse Velev. Ele acrescenta que o uso de materiais ecológicos que já vêm do mar torna o processo mais sustentável.
Os colóides dendríticos macios tomam a forma de pequenos grânulos quando secos em gotículas suspensas sobre uma superfície repelente à água. Quando jogados na água, as partículas nos pellets se separam e se espalham para caçar microplásticos. Mas primeiro os pesquisadores infundem um pouco de eugenol, um óleo à base de plantas, em uma seção do pellet como dispersante.
“Este óleo faz com que os pellets se movam na água pelo chamado ‘efeito de barco de cânfora’, diminuindo a tensão superficial de um lado do pellet e levando-o para a frente. Isso permite que nossos microcleros se espalhem por uma área maior, capturando microplásticos à medida que se moverem e descem”, disse Hong.
Para fazer a viagem de volta à superfície da água, os microcleanadores também contêm pequenas partículas de magnésio, o que os faz borbulhar e subir à superfície ao reagir com água.
Para atrasar essa viagem de volta, os pesquisadores revestem o magnésio com uma camada de gelatina ambientalmente segura que bloqueia a reação do magnésio com a água. Essencialmente, camadas mais grossas da gelatina atrasam as partículas da subida para a superfície, permitindo que os microcleaners captem mais microplásticos enquanto giram e descem na água.
“À medida que a gelatina se dissolve, o magnésio gera bolhas e os microcleanadores aumentam, trazendo as partículas de plásticas capturadas para a superfície em uma mistura densa e escomice”, disse Hong. O papel mostra que as partículas podem “nadar” e coletar microplásticos por até 30 minutos. Os microcleaners carregados por microplásticos que flutuaram até a superfície da água podem ser coletados por skimming.
“Potencialmente, a escória coletada pode ser bioprocessada em mais quitosana, que pode ser usada para criar mais microcléticos para capturar mais microplásticos”, disse Velev. A ampliação do processo levará mais investigações, dizem os pesquisadores.
Ex -Ph.D. do Estado da NC. O aluno Rachel Bang é co-autor do jornal, juntamente com o atual Ph.D. estudante Lucille Verster.
O financiamento da Nationwide Science Basis sob doações EFMA-2029327, CMMI-2233399 e DMR-2243104 apoiou a pesquisa.
