Ερευνητές του ICMM-CSIC δημιούργησαν μαγνητικά νανολουλούδια οξειδίου σιδήρου που παγιδεύουν νανοπλαστικά PET και γίνονται υλικά που απομακρύνουν άλλους ρύπους από το νερό, ενισχύοντας την κυκλική οικονομία.
Από το πλαστικό που ρυπαίνει το νερό στο εργαλείο που βοηθά να καθαριστεί. Ερευνητές του Ινστιτούτου Επιστήμης Υλικών της Μαδρίτης (ICMM), του Ανώτατου Συμβουλίου Επιστημονικής Έρευνας της Ισπανίας (CSIC), ανέπτυξαν νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου σε σχήμα λουλουδιού, ικανά να συλλαμβάνουν νανοπλαστικά, θραύσματα χίλιες φορές μικρότερα από ένα μικροπλαστικό, προερχόμενα από το PET, ένα από τα πιο κοινά υλικά σε μπουκάλια, συσκευασίες και ρούχα από πολυεστέρα. Η μελέτη δημοσιεύεται στο Chemical Engineering Journal.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Το μυστικό βρίσκεται στο σχήμα. «Το οξείδιο του σιδήρου είναι ένα μαγνητικό υλικό που επιτρέπει την παγίδευση πολλών ρυπαντών ταυτόχρονα. Επιπλέον, η δομή του σε μορφή νανολουλουδιών επιτρέπει ώστε τα σωματίδια να διαθέτουν πολλούς πυρήνες που συνεργάζονται για να βελτιώσουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες», εξηγεί ο Álvaro Gallo-Córdova, ερευνητής στο ICMM-CSIC και ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης, μαζί με τους Rafael Herrera-Aquino και María del Puerto Morales.
Από τα μικροπλαστικά στο μακιγιάζ στα νανοπλαστικά του PET
Δεν είναι η πρώτη φορά που αυτά τα σωματίδια αποδεικνύουν τη χρησιμότητά τους: το 2024 είχαν ήδη καταφέρει να απομακρύνουν και να αποδομήσουν μικροπλαστικά, διαμέτρου μεταξύ 0,001 και 5 χιλιοστών, που προέρχονταν από καλλυντικά. Το άλμα τώρα είναι κλίμακας. Τα νανοπλαστικά έχουν μήκος ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου, χίλιες φορές μικρότερο από εκείνα τα μικροπλαστικά.
«Όταν ολοκληρώνεται η διάρκεια ζωής τους, μεγάλο μέρος των πλαστικών PET καταλήγει στο περιβάλλον, όπου το ηλιακό φως και η φυσική φθορά λειτουργούν σαν γυαλόχαρτο που τα τρίβει και τα μετατρέπει σε νανοπλαστικά, ένα είδος εξαιρετικά λεπτής σκόνης που ρυπαίνει τα εδάφη και τις πηγές νερού μας», προσθέτει ο Gallo-Córdova.
Μόνο ένα γραμμάριο από αυτά τα μαγνητικά νανολούλουδα μπορεί να συλλάβει έως και 10.000 χιλιοστόγραμμα νανοπλαστικών, αριθμός που η ίδια η ομάδα χαρακτηρίζει πρωτοφανή μέχρι σήμερα.
Ο ρυπαντής που βοηθά να καθαριστούν άλλοι ρυπαντές
Η δουλειά δεν σταματά στην παγίδευση. Αφού τα νανοπλαστικά παγιδευτούν, η ομάδα τα μετατρέπει σε μαγνητικό υλικό ικανό να απομακρύνει βαρέα μέταλλα ή οργανικές χρωστικές από το νερό, και ακόμη να συμμετέχει σε διαδικασίες καταλυτικής αποδόμησης.
«Αφού συλλάβουμε τα νανοπλαστικά χάρη στα μαγνητικά νανοσωματίδιά μας, τους προσδίδουμε αξία μετατρέποντάς τα σε λειτουργικά υλικά, μετασχηματίζοντας ένα ρυπογόνο απόβλητο σε νέα πρώτη ύλη, στο πλαίσιο μιας κυκλικής οικονομίας», συνοψίζει ο ερευνητής. Με άλλα λόγια: χρησιμοποιούν το ίδιο το απόβλητο για να απομακρύνουν άλλη ρύπανση, δίνοντάς του μια δεύτερη ζωή αντί να καταλήξει στα σκουπίδια.
Η διαδικασία καταναλώνει ελάχιστη ενέργεια, επειδή η μαγνητική θέρμανση δρα τοπικά, ακριβώς στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων, χωρίς να χρειάζεται να θερμανθεί όλο το νερό.
Και αντέχει στη χρήση: μετά από πέντε κύκλους, τα νανολούλουδα διατήρησαν το 88% της ικανότητάς τους να απορρυπαίνουν και απελευθέρωσαν στο νερό λιγότερο από 0,82% του σιδήρου που περιείχαν στην αρχή, γεγονός που επιβεβαιώνει ότι είναι σταθερά, επαναχρησιμοποιήσιμα και ασφαλή. Η ομάδα του ICMM-CSIC στοχεύει πλέον στην προηγμένη επεξεργασία νερού ως το επόμενο πεδίο εφαρμογής αυτής της τεχνολογίας.