پژوهشگران ICMM-CSIC نانوفلورهای مغناطیسی اکسید آهن ساختهاند که قادر به جذب نانوپلاستیکهای PET است. آنها این ذرات را به موادی برای حذف آلایندههای دیگر آب و پیشبرد اقتصاد چرخشی و تصفیه پیشرفته تبدیل میکنند.
از پلاستیکی که آب را آلوده میکند تا ابزاری که به پاکسازی آن کمک میکند. پژوهشگران مؤسسه علوم مواد مادرید (ICMM) وابسته به شورای عالی تحقیقات علمی اسپانیا (CSIC) نانوذرات اکسید آهنی با شکل گلمانند توسعه دادهاند که قادرند نانوپلاستیکها، ذراتی هزار برابر کوچکتر از یک میکروپلاستیک حاصل از PET، یکی از رایجترین مواد در بطریها، بستهبندیها و لباسهای پلیاستر، را به دام بیندازند. نتایج این پژوهش در نشریه Chemical Engineering Journal منتشر شده است.
آگهی
آگهی
راز در شکل نهفته است. آلوارو گایو-کوردوبا، پژوهشگر مؤسسه ICMM-CSIC و یکی از نویسندگان اصلی این کار پژوهشی همراه با رافائل هررا-آکینو و ماریا دل پورتو مورالس، میگوید: «اکسید آهن یک ماده مغناطیسی است که اجازه میدهد همزمان آلایندههای زیادی را به دام بیندازیم. علاوه بر این، ساختار آن به شکل نانوگلها 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 باری نیست که این ذرات کارایی خود را نشان میدهند: در سال ۲۰۲۴ آنها توانستند میکروپلاستیکهای بین ۰٫۰۰۱ تا ۵ میلیمتر را که از لوازم آرایشی میآمدند، استخراج و تجزیه کنند. این بار جهش در مقیاس است. نانوپلاستیکها اندازهای در حد یک میلیاردیم متر دارند، هزار برابر کوچکتر از آن میکروپلاستیکها.
گایو-کوردوبا اضافه میکند: «پس از پایان عمر مفیدشان، بخش بزرگی از پلاستیکهای PET وارد محیط میشود؛ جایی که نور خورشید و فرسایش فیزیکی مانند سنبادهای عمل میکند که آنها را خرد و به نانوپلاستیکها تبدیل میکند، نوعی گرد بسیار ریز که خاکها و منابع آب ما را آلوده میکند.»
تنها یک گرم از این نانوگلهای مغناطیسی میتواند تا ۱۰ هزار میلیگرم نانوپلاستیک را به دام بیندازد؛ رقمی که خود تیم پژوهشی آن را تا امروز بیسابقه توصیف میکند.
آلایندهای که به پاکسازی آلایندههای دیگر کمک میکند
کار تنها به به دام انداختن ختم نمیشود. پس از به دام افتادن نانوپلاستیک، تیم پژوهشی آن را به مادهای مغناطیسی تبدیل میکند که قادر است فلزات سنگین یا رنگزاهای آلی را از آب خارج کند و حتی در فرایندهای تجزیه کاتالیتیکی مشارکت کند.
این پژوهشگر جمعبندی میکند: «پس از شکار نانوپلاستیکها با نانوذرات مغناطیسی خود، آنها را به مواد کارکردی ارزشگذاری میکنیم و یک ضایعه آلاینده را در چارچوب رویکرد اقتصاد چرخشی به ماده اولیهای جدید تبدیل میکنیم.» به بیان دیگر، خودِ ضایعات را برای از بین بردن آلودگیهای دیگر به کار میگیرند و به چیزی که معمولا راهی سطل زباله میشود، حیاتی دوباره میبخشند.
این فرایند تقریبا هیچ انرژیای مصرف نمیکند چون گرمایش مغناطیسی به شکل موضعی عمل میکند، درست روی سطح نانوذرات، بدون آنکه لازم باشد تمام آب گرم شود.
و در برابر استفاده دوام میآورند: پس از پنج چرخه، نانوگلها ۸۸ درصد از توان ضدآلودگی خود را حفظ کردند و کمتر از ۰٫۸۲ درصد آهن اولیه خود را به آب آزاد کردند که نشان میدهد پایدار، قابل استفاده دوباره و ایمن هستند. تیم ICMM-CSIC اکنون درمان پیشرفته آبها را به عنوان میدان بعدی برای به کارگیری این فناوری هدف گرفته است.