ابداع فیلتر گیاهی که میکروپلاستیک‌ها را از آب حذف می‌کند

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، دستگاه یاخته شده توسط محققان دانشگاه بریتیش کلمبیا توانسته تا ۹۹.۹ درصد از طیف گسترده‌ای از میکروپلاستیک‌ها را که خطری برای سلامتی انسان است، جذب کند.

مشکلات سلامتی ناشی از وجود نانو یا میکروپلاستیک‌ها و توسعه راه‌های کارآمد برای استخراج آن‌ها از آب، کانون تحقیقات اخیر بوده است.

در حال حاضر، هیچ فناوری عملی برای جذب سریع و جهانی میکروپلاستیک‌ها وجود ندارد. اما احتمالا محققان بریتیش کلمبیا یک راه حل زیست تخریب پذیر و تجدید پذیر برای این مشکل ابداع کرده اند.

این دستگاه که «bioCap» نام دارد، از خواص بقایای چوب - از جمله خاک اره - و پلی فنول‌های طبیعی بهره مند می‌شود که برهمکنش‌های مولکولی قوی با ذرات پلیمر از جمله بسیاری از میکروپلاستیک‌ها ایجاد می‌کنند.

دانشمندان برای خلق bioCap، از خاک اره به عنوان زمینه‌ای برای فیلتر کردن آب استفاده کردند، با توجه به پایداری شیمیایی و فیزیکی برتر آن و این واقعیت که حاوی سلولز، هِمی سلولز و لیگنین (نوعی پلیمر) است که انتقال کارآمد آب را تسهیل می‌کند.

آن‌ها خاک اره را با افزودن تانیک اسید، یک پلی فنول گیاهی طبیعی که تقریباً در همه گیاهان بدون سیستم ریشه زیرزمینی یافت می‌شود، اصلاح کردند.

محققان به منظور آزمایش توانایی این دستگاه در جذب میکروپلاستیک، آب غنی از میکروپلاستیک را از درون یک ستون حاوی bioCap عبور دادند. میکروپلاستیک‌های مورد استفاده در این آزمایش آن‌هایی بودند که در محیط شناسایی شدند، از

جمله پلی استایرن (PS)، پلی (متیل متاکریلات) (PMMA)، پلی پروپیلن (PP)، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی اتیلن ترفتالات (PET) و پلی اتیلن (PE).

بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) گیرافتادن ریزذرات را بدون تغییر قابل توجه در ساختار خاک اره با لایه اضافه شده اسید تانیک تایید کرد.

دستگاه bioCap بین ۹۵.۲ درصد تا ۹۹.۹ درصد از تمام میکروپلاستیک‌ها را از آب حذف کرد.

استفاده از خاک اره‌ای که به اسید تانیک آغشته نشده بود، میزان حذف میکروپلاستیک‌ها به کمتر از ۱۰ ٪ کاهش داد که نشان می‌دهد پلی فنول کلید جذب میکروپلاستیک است.

«اورلاندو روجاس»، یکی از مجریان این تحقیق گفت: «میکروفیبر‌های لباس، دانه‌های میکرو از پاک‌کننده‌ها و صابون‌ها، و فوم‌ها و گلوله‌ها از ظروف آشپزخانه، ظروف و بسته‌بندی‌ها وجود دارد. محلول bioCap ما با بهره‌گیری از برهم‌کنش‌های مولکولی مختلف در اطراف اسید‌های تانیک، تقریباً تمام این انواع مختلف میکروپلاستیک را حذف کرد.»

آن‌ها در مرحله بعد توانایی bioCap را برای حذف ریزذرات کوچکتر (۱۱۰ نانومتر) آزمایش کردند که گفته می‌شود از موانع خونی مغز عبور می‌کند و سلامتی را به خطر می‌اندازد.

دو گروه از موش‌ها به مدت یک هفته با آب آغشته به bioCap یا بدون این مواد تغذیه شدند و اندام‌های آن‌ها از نظر سطح ریز ذرات مورد بررسی قرار گرفت. آب فیلتر شده با bioCap باعث تجمع ریز ذرات کمتری در اندام‌های حیوانات شد.

به گفته این دانشمندان تولید bioCap ساده و ارزان است و بسته به کاربرد مورد نظر، می‌توان آن را افزایش یا کاهش داد.

روجاس توضیح داد: بیشتر راه حل‌های ارائه شده تاکنون برای حذف میکروپلاستیک‌ها پرهزینه یا دشوار است.

اما راه حل ما به طور بالقوه می‌توان آن را برای استفاده خانگی، کوچک مقیاس، یا برای سیستم‌های تصفیه شهری بزرگ مقیاس کرد. فیلتر ما، بر خلاف فیلتر‌های پلاستیکی، موجب آلودگی بیشتر نمی‌شود، زیرا از مواد تجدید پذیر و زیست تخریب پذیر استفاده می‌کند؛ اسید‌های تانیک از گیاهان، پوست، چوب و برگ، و خاک اره چوب - محصول جانبی جنگلداری که هم به طور گسترده در دسترس و هم قابل تجدید است.

نتایج این تحقیقات در مجله Advanced Materials منتشر شده است.