Эффективная замена микропластику: ученые придумали, как решить проблему загрязнения окружающей среды
Исследования постоянно показывают, что на Земле мало мест, не затронутых загрязнением микропластиком. Эти крошечные фрагменты были обнаружены в океанах, реках, сельскохозяйственных угодьях, льду и снегу от Арктики до Антарктики, от вершины Эвереста до самых глубоких морских впадин. Их находили в телах живых моллюсков, ракообразных, рыб, черепах, тюленей, птиц, мелких наземных млекопитающих, домашнего скота и людей, при этом сам пластик вызывает целый спектр проблем со здоровьем.
Большая часть этого микропластика образуется по мере того, как более крупные пластиковые изделия разлагаются в окружающей среде, но, как будто проблема не была достаточно серьезной, мы десятилетиями добавляли свои собственные частицы микропластика в другие продукты. Они обнаруживаются в стиральных порошках, косметике, зубной пасте, шампунях, красках и других химических веществах. Они придают краскам приятный блеск, делают скрабы для лица абразивными и могут помочь контролировать время высвобождения химических веществ, таких как гербициды.
По оценкам, первичный микропластик составляет от 10 до 15% того, что находится в окружающей среде, и именно на него направлено новое исследование.
«Мы не можем решить всю проблему микропластика одним решением, которое подходит всем», — сказал Бенедетто Марелли, автор исследования. «Десять процентов от огромного числа — это все равно очень, очень много. ... Мы решим проблему изменения климата и загрязнения мира по одному проценту за раз».
В своем исследовании команда предлагает удивительно простую альтернативу пластиковым шарикам — шелк. Этот обычный материал может не только выполнять ту же функцию, инкапсулируя вещества до тех пор, пока они не понадобятся, но и быстро и безопасно биоразлагаться, когда дело будет сделано.
Шелк текстильного качества требует тщательного распутывания коконов тутового шелкопряда, но для изготовления этих микробусинок коконы можно растворить в воде в рамках простого, масштабируемого процесса, который можно выполнять с использованием существующей инфраструктуры. Более того, можно использовать низкокачественный шелк, который в настоящее время просто выбрасывается в больших количествах. Полученные шелковые покрытия можно обрабатывать таким образом, чтобы они имели различные свойства в зависимости от предполагаемого использования, например, притягивает или отталкивает воду.
Команда протестировала материал шелкового покрытия в лаборатории, используя существующее производственное оборудование на основе распыления, чтобы сделать гербицид, содержащийся в шелковых капсулах, которые растворяются в воде, чтобы со временем высвобождать продукт. Когда это было испытано на кукурузе в теплице, гербицид, инкапсулированный в шелк, работал так же, как и существующие продукты, но значительно снижал повреждение урожая — до 0,8% по сравнению с 25% от гербицида, который не был инкапсулирован.
Ученые утверждают, что это шелковое покрытие может заменить первичный микропластик в большинстве применений — не только в химических веществах, таких как гербициды, но и в косметике или даже в лекарствах, поскольку шелк также разрушается в организме.
«Существует острая необходимость инкапсулировать активы с высоким содержанием, чтобы открыть двери для коммерческого использования», — сказал Марелли. «Единственный способ оказать влияние — это когда мы можем не только заменить синтетический полимер биоразлагаемым аналогом, но и добиться таких же, если не лучших характеристик».