微塑料无处不在,这就是为什么科学家们花费大量时间试图找到一种安全提取它们的方法。现在,一种借用棉花和鱿鱼浸泡技术的超级海绵状泡沫似乎是一个很有前途的候选者,因为它被发现可以去除 98% 至 99.9% 的细菌。来自研究的水样。
更重要的是,该泡沫具有可持续性和环境适应性,无需携带-消除一些远洋吸尘方法的风险。除了针对环境中已有的微塑料外,它还可以用于在工厂的水排放之前对其进行处理,从而减少自然界中已有的微塑料和泄漏到其中的微塑料。
研究作者写道:“由于环境中塑料废物的数量惊人(约 46 亿吨)且在自然条件下难以降解,预计进入陆地和水生栖息地的微塑料将在数千年中持续增加。”
“地球正面临微塑料的巨大威胁,而水生生态系统首当其冲,因为它们为微塑料提供了便利的场所,微塑料可以与其他污染物结合,并被多种生物体摄入。迫切需要开发广泛适用的水环境中微塑料修复方法。”
(A) Ct-Cel 生物质泡沫的配方包括纤维素和 β-甲壳素以及一些巧妙的化学反应。 (B) 泡沫通过物理拦截、静电吸引以及由于反应性官能团丰富而产生的多种分子间相互作用来去除微塑料。
为了满足这一需求,他们创造了一种名为 Ct-Cel 生物质泡沫的海绵状物质,它结合了自然界中发现的两种物质:棉花中的纤维素和鱿鱼骨中的甲壳素。它们以柔软着称,但在它们的软组织内却有一个由甲壳素制成的小笔形骨架。
当研究小组打破原来的氢键并诱导纤维素和甲壳素的分子间相互作用时,这两种物质很好地粘在一起,形成了一个稳定的框架,其中含有大量用于微塑料吸附的活性氢键位点。通过进行吸附测试和计算研究,他们观察到它可以通过多种方式捕获微塑料:物理拦截、静电吸引以及多种分子间相互作用。
然后,他们将 Ct-Cel 海绵与四种水类型一起旋转:农业灌溉、湖水、静水和沿海水,经过令人印象深刻的五次循环后,它仍然显示出超过 95% 的高去除效率。它可以重复使用,意味着它很可能具有可扩展性,研究人员希望,通过更多的测试,它可以被推广以开始解决持续存在的微塑料危机。
“Ct-Cel 泡沫在从复杂水体中提取微塑料方面具有巨大的潜力,”作者总结道。 “因此,我们的设计原则将促进未来基于生物质泡沫的实用和可持续战略的发展,以解决微塑料污染。”
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该研究发表在期刊上科学进步。