Представлен гидрогель для борьбы с загрязнением воды микропластиком

В рамках продолжающейся борьбы с загрязнением воды микропластиком исследователи из Индийского института науки (IISc) представили инновационное решение — экологически чистый гидрогель, разработанный для удаления микропластика из водных источников. Этот прорыв, подробно описанный в авторитетном журнале Nanoscale, знаменует собой значительный шаг вперед в решении насущных проблем окружающей среды и здоровья, связанных с этими крошечными пластиковыми частицами.

Микропластик, незаметный невооруженным глазом, проникает в наши экосистемы различными путями, включая питьевую воду, создавая серьезную угрозу здоровью человека и биологическому разнообразию. Движимая твердым намерением противостоять этой растущей угрозе, команда дальновидных ученых во главе с профессором кафедры материаловедения Сурьясарати Бозе приступила к разработке эффективного средства защиты.

Традиционные методы, такие как фильтрующие мембраны, часто дают сбой из-за загрязнения микропластиком, что приводит к их засорению и неэффективности. Поэтому команда IISc разработала сложный трехмерный гидрогель, состоящий из трех полимерных слоев — хитозана, поливинилового спирта и полианилина, — переплетенных для формирования архитектуры взаимопроникающей полимерной сети (IPN).

Особенность этого инновационного гидрогеля заключается в том, что в него встроены нанокластеры полиоксометаллата, заменителя меди (Cu-POM) — катализаторы, способные использовать силу ультрафиолетового излучения для разрушения микропластиков. Это синергетическое соединение полимеров и нанокластеров создает прочный гидрогель, обладающий двойным свойством адсорбции и разложения, способный удалять из водоемов большое количество микропластика.

Стремясь смоделировать реальные сценарии, исследователи тщательно изготовили микропластик из повседневных пластиковых принадлежностей, что продемонстрировало повсеместное распространение этого распространенного загрязнителя. Ведущий автор исследования и сербский национальный аспирант кафедры материаловедения Суми Датта рассказал о проблеме обнаружения микропластика, подчеркнув необходимость инновационных механизмов отслеживания.

С этой целью команда изобретательно внедрила флуоресцентные красители в микропластики, что облегчает точный мониторинг динамики адсорбции и разложения при различных параметрах окружающей среды. Тщательные эксперименты показали удивительную эффективность гидрогеля, который может похвастаться скоростью удаления микропластиков из поливинилхлорида примерно на 95% и 93% соответственно при рН, близком к нейтральному.

Не довольствуясь простой эффективностью, исследователи уделили первостепенное внимание долговечности и экологичности, подвергнув гидрогель тщательным нагрузочным испытаниям при различных температурах. Удивительно эластичный материал продемонстрировал длительную стабильность, выдержав пять циклов удаления микропластика без заметного снижения эксплуатационных характеристик.

Доктор Боуз подчеркнул потенциал гидрогеля для циклического использования и последующего превращения в углеродные наноматериалы для очистки от тяжелых металлов — оригинальная стратегия повторного использования, способная многократно усилить экологические преимущества.