Новый материал из биополимеров способен вытягивать нанопластик из воды благодаря эффекту лап геккона

Микропластик размером от 0,1 микрометра до 5 миллиметров вызывает закупорку пор и обрастание мембран на традиционных водоочистных сооружениях. Инженеры из Университета штата Северная Каролина смоделировали архитектуру саргассовых водорослей и «шаров Нептуна», чтобы создать уловитель микрочастиц с открытой структурой. Результаты работы опубликованы 5 августа в журнале Science Advances.

Каркас микроочистителей состоит из альгината (полисахарида из бурых водорослей) и хитозана, добываемого из панцирей ракообразных. Чередование циклов замораживания и оттаивания при температуре -20 °C формирует жесткое ядро с сотовой структурой. Внешний слой образуют мягкие дендритные коллоиды с высокой плотностью нановолокон.

Механизм захвата работает на двух уровнях. Крупные фрагменты полимеров физически застревают в ячейках сетки. Нанопластик прилипает к волокнам за счет электростатического взаимодействия и сил Ван-дер-Ваальса. Механизм контактного расщепления работает по принципу лап геккона, обеспечивая удержание частиц даже в соленой воде (при концентрации NaCl свыше 3,5%).

Лабораторные тесты показали эффективность очистки выше 90% для частиц полистирола, полиэтилена и полипропилена. Финальным этапом стала фильтрация жидкости с гетерогенным мусором, собранным на гавайском пляже Камило. Биополимерная сеть массой 5 миллиграммов захватила 11 миллиграммов пластикового осадка за 10 минут, достигнув эффективности извлечения в 92%.

Источник: Science Advances