Новый гидрогель удаляет микропластик из воды

Микропластик также представляет опасность для окружающей среды, обнаруживаясь даже в отдаленных местах, таких как полярные ледяные шапки и глубокие океанские впадины, угрожая жизни водных и сухопутных видов.

Для борьбы с этой новой формой загрязнения, исследователи из Индийского Института науки (IISc) разработали устойчивый гидрогель для удаления микропластика из воды. Этот материал имеет уникальную переплетенную полимерную сеть, способную захватывать загрязнения и разлагать их под воздействием ультрафиолетового излучения. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nanoscale.

Ранее ученые пытались использовать фильтрующие мембраны для очистки от микропластика, однако эти мембраны могут засоряться мелкими частицами, что делает их неэффективными. Вместо этого команда из IISc под руководством профессора Сурьясарати Бозе, решила использовать 3D гидрогели.

Новый гидрогель, разработанный данной командой, состоит из трех различных полимерных слоев — хитозана, поливинилового спирта и полианилина, взаимодействующих между собой и образующих архитектуру взаимопроникающей полимерной сети (IPN). Эта матрица наполнена нанокластерами материала, известного как купероксометаллат-заменитель меди (Cu-POM).

Эти нанокластеры являются катализаторами, способными использовать ультрафиолетовое излучение для разложения микропластика. Комбинация полимеров и нанокластеров привела к созданию прочного гидрогеля, способного адсорбировать и разлагать большое количество микропластика. Большинство микропластика представляет собой продукт неполного разложения бытовых пластиков и волокон.

Для имитации этого в лаборатории команда измельчила крышки пищевых контейнеров и другие пластиковые изделия повседневного использования для создания двух наиболее распространенных видов микропластика — поливинилхлорида и полипропилена.

Чтобы решить проблему обнаружения микропластика в воде, ученые добавили флуоресцентный краситель к микропластику, чтобы отслеживать, сколько гидрогеля адсорбируется и разлагается в различных условиях. Исследование показало, что гидрогель очень эффективен. Он способен удалять примерно 95% двух разных типов микропластика в воде с близким к нейтральному уровню pH (~6,5).

Далее ученые планируют работать с коллегами над разработкой устройства, которое можно масштабировать для очистки микропластика из различных водных источников.