پژوهشگران ICMM-CSIC نانوفلورهای مغناطیسی اکسید آهن ساختهاند که نانوپلاستیکهای PET را جذب میکند و پس از تبدیل به جاذب، آلایندههای دیگر آب را نیز حذف میکند و افق تازهای برای اقتصاد چرخهای و تصفیه پیشرفته آب میگشاید.
از پلاستیکی که آب را آلوده میکند تا ابزاری که به پاکسازی آن کمک میکند. پژوهشگرانی از مؤسسه علوم مواد مادرید (ICMM) وابسته به شورای عالی تحقیقات علمی اسپانیا (CSIC)، نانوذرات اکسید آهنی با شکل گل طراحی کردهاند که قادر است نانوپلاستیکها، ذراتی هزار برابر کوچکتر از یک میکروپلاستیک، را که از PET، یکی از رایجترین مواد در بطریها، بستهبندیها و لباسهای پلیاستری، منشأ میگیرد، به دام بیندازد. نتایج این پژوهش در نشریه Chemical Engineering Journal منتشر شده است.
آگهی
آگهی
راز در شکل آن نهفته است. آلوارو گالو-کوردوا، پژوهشگر ICMM-CSIC و یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه در کنار رافائل هررا-آکینو و ماریا دل پوئرتو مورالس، توضیح میدهد: «اکسید آهن مادهای مغناطیسی است که امکان به دام انداختن تعداد زیادی آلاینده را به طور همزمان فراهم میکند. علاوه بر این، ساختار آن به شکل نانوگل باعث میشود ذرات چند هسته داشته باشند که برای بهبود ویژگیهای مغناطیسیشان با هم همکاری میکنند.»
از میکروپلاستیکهای لوازم آرایشی تا نانوپلاستیکهای حاصل از PET
این نخستین بار نیست که این ذرات کارایی خود را نشان میدهند: آنها در سال ۲۰۲۴ توانستند میکروپلاستیکهایی با اندازهای بین ۰٫۰۰۱ تا ۵ میلیمتر را که از محصولات آرایشی میآمدند، استخراج و تجزیه کنند. اکنون جهش در مقیاس است. نانوپلاستیکها به اندازه یک میلیاردم مترند؛ یعنی هزار برابر کوچکتر از آن میکروپلاستیکها.
گالو-کوردوا اضافه میکند: «وقتی دوره استفاده این پلاستیکها به پایان میرسد، بخش بزرگی از پلاستیکهای PET وارد محیط میشود؛ جایی که نور خورشید و سایش فیزیکی مانند سمبادهای عمل میکند که آنها را خرد کرده و به نانوپلاستیکها، نوعی گرد و غبار بسیار ریز که خاکها و منابع آبی ما را آلوده میکند، تبدیل میکند.»
تنها یک گرم از این نانوگلهای مغناطیسی میتواند تا ۱۰هزار میلیگرم نانوپلاستیک را به دام بیندازد؛ رقمی که خود تیم آن را تا امروز بیسابقه توصیف میکند.
آلایندهای که به پاکسازی سایر آلایندهها کمک میکند
کار تنها به مرحله به داماندازی ختم نمیشود. پس از به دام افتادن نانوپلاستیک، تیم تحقیقاتی آن را به مادهای مغناطیسی تبدیل میکند که قادر است فلزات سنگین یا رنگدانههای آلی را از آب بیرون بکشد و حتی در فرایندهای تخریب کاتالیستی مشارکت کند.
این پژوهشگر جمعبندی میکند: «پس از به دام انداختن نانوپلاستیکها با نانوذرات مغناطیسی خود، آنها را به مواد کارکردی با ارزش تبدیل میکنیم و یک ضایعه آلاینده را در چارچوب اقتصاد چرخشی به ماده اولیه جدیدی بدل میسازیم.» به بیان دیگر، آنها خودِ ضایعات را برای از بین بردن نوع دیگری از آلودگی به کار میگیرند و به چیزی که معمولاً راهی سطل زباله میشود، زندگی دوباره میدهند.
این فرایند تقریباً انرژی مصرف نمیکند، زیرا گرمشدن مغناطیسی به صورت موضعی و درست روی سطح نانوذرات رخ میدهد، بیآنکه نیازی به گرم کردن کل حجم آب باشد.
و در برابر استفاده دوام میآورد: پس از پنج چرخه، نانوگلها ۸۸ درصد از توانایی خود در زدودن آلودگی را حفظ کردند و کمتر از ۰٫۸۲ درصد از آهن اولیه خود را به آب آزاد کردند؛ موضوعی که نشان میدهد این ذرات پایدار، قابل استفاده دوباره و ایمن هستند. تیم ICMM-CSIC اکنون تصفیه پیشرفته آبها را به عنوان عرصه بعدی برای بهکارگیری این فناوری نشانه گرفته است.