Az ICMM–CSIC kutatói mágneses vas-oxid nanovirágokat fejlesztettek, amelyek megkötik a PET-nanoplasztikokat, majd más vízszennyezők eltávolítására is használható anyaggá alakíthatók, erősítve a körforgásos vízgazdálkodást.
A vizet szennyező műanyagtól a tisztítását segítő eszközig. A Spanyol Nemzeti Kutatási Tanács (CSIC) madridi Anyagtudományi Intézetének (ICMM) kutatói virág alakú vas-oxid nanorészecskéket fejlesztettek ki, amelyek képesek nanoműanyagokat megkötni, olyan töredékeket, amelyek ezerszer kisebbek a mikroműanyagoknál, és PET-ből származnak, abból az anyagból, amely az egyik leggyakrabban használt a palackok, csomagolóanyagok és a poliészter ruházat gyártásában. Az eredményeket a Chemical Engineering Journal folyóirat közli.
HIRDETÉS
HIRDETÉS
A titok a formában rejlik. „A vas-oxid mágneses anyag, amely egyszerre sok szennyezőt képes csapdába ejteni. Emellett nanovirágokként kialakított szerkezete lehetővé teszi, hogy a részecskékben több, egymással együttműködő mag legyen, ami javítja a mágneses tulajdonságaikat” – magyarázza Álvaro Gallo-Córdova, az ICMM-CSIC kutatója, a tanulmány egyik vezető szerzője Rafael Herrera-Aquino és María del Puerto Morales mellett.
A kozmetikumok mikroműanyagaitól a PET nanoműanyagaiig
Nem ez az első alkalom, hogy ezek a részecskék bizonyítják hasznosságukat: 2024-ben már sikerült velük kivonni és lebontani a kozmetikumokból származó, 0,001 és 5 milliméter közötti mikroműanyagokat. Most azonban léptékváltásról van szó. A nanoműanyagok egy méter egymilliárdod részének megfelelő nagyságúak, ezerszer kisebbek a mikroműanyagoknál.
„Amikor lejár a hasznos élettartamuk, a PET műanyagok nagy része a környezetben köt ki, ahol a napfény és a fizikai kopás olyan csiszolópapírként hat rájuk, amely összemorzsolja és nanoműanyaggá alakítja őket, egy rendkívül finom porrá, amely talajainkat és vízforrásainkat szennyezi” – teszi hozzá Gallo-Córdova.
Egyetlen gramm ilyen mágneses nanovirág akár 10 000 milligrammnyi nanoműanyagot is képes megkötni, olyan mennyiséget, amelyet a kutatócsoport saját bevallása szerint korábban még nem sikerült elérni.
Az a szennyező, amely más szennyezőket segít eltávolítani
A munka nem ér véget a befogással. Miután sikerül csapdába ejteni a nanoműanyagot, a csapat mágneses anyaggá alakítja, amely képes eltávolítani a vízből a nehézfémeket vagy a szerves színezékeket, sőt katalitikus lebontási folyamatokban is részt vehet.
„Miután mágneses nanorészecskéink segítségével befogtuk a nanoműanyagokat, funkcionális anyagokká tesszük őket, vagyis egy szennyező hulladékot új nyersanyaggá alakítunk át a körforgásos gazdaság szemléletében” – foglalja össze a kutató. Másképp fogalmazva: magát a hulladékot használják fel egy másik szennyezés eltüntetésére, így második életet adnak valaminek, ami normál esetben a szemétben végezné.
A folyamat alig igényel energiát, mivel a mágneses melegítés lokálisan, közvetlenül a nanorészecskék felszínén fejti ki hatását, nincs szükség az egész víztömeg felmelegítésére.
És strapabíró is: öt ciklus után a nanovirágok megtartották szennyezéscsökkentő kapacitásuk 88 százalékát, és a vízbe a kezdeti vastartalmuknak kevesebb mint 0,82 százalékát engedték ki, ami megerősíti, hogy stabilak, újrahasználhatók és biztonságosak. Az ICMM-CSIC csapata most a fejlett vízkezelés felé tekint mint a technológia következő lehetséges alkalmazási területe.