綿繊維とイカの骨を融合させて作られたスポンジが、水サンプルから粒子の99.8パーセントを吸収できることを中国の研究チームが発見した後、世界のマイクロプラスチック汚染の一部を除去するのに役立つ可能性がある。
武漢大学と広西大学の研究者らは、綿のセルロース繊維とイカの骨格を形成する強靭な生体高分子キチンを組み合わせて繊維状フォームを製造した。
このスポンジを水中に展開すると、マイクロプラスチックの98〜99.8パーセントを除去することが判明し、研究者らは、この材料の低コストと製造の簡素化により、広く使用できるよう規模を拡大できる可能性があると考えている。
マイクロプラスチック除去「実用化技術は少ない」
セルロースとキチンは自然界に非常に豊富に存在する 2 つの分子であり、廃水から汚染物質を浄化するためにすでによく使用されています。
研究者のイノベーションには、環境に浸透し、生態系や人間の健康に重大なリスクをもたらしている小さなプラスチック粒子であるマイクロプラスチックの浄化において前例のない効果をもたらす方法でこの 2 つを組み合わせることが含まれていました。
「地球はマイクロプラスチックによる大きな脅威にさらされている」と研究者らは科学誌サイエンス・アドバンスに掲載された論文で述べた。 「そして、水生生態系は他の汚染物質と結合し、複数のレベルの生物によって摂取される可能性があるマイクロプラスチックにとって都合の良い場所を提供するため、最初に被害を受けるのです。」
「現在、マイクロプラスチック、特に10個未満のマイクロプラスチックを効率的かつ広範囲に除去するための実用的な技術はほとんどありません。 [micrometres]。」
セルロースとキチンを分子レベルで融合させて「Ct-Celバイオマスフォーム」を作りますが、その製造プロセスは簡単に入手できる設備を使用して完了しました。
研究者らは、豊富な材料の低コストとその無毒で生体適合性の性質を組み合わせることにより、他の解決策が研究室外で普及するのを妨げていた問題をフォームが回避できることを意味すると述べている。
「これらの作業には通常、複雑な製造手順や高価な原材料が含まれており、マイクロプラスチックの大規模な修復には投資が不可能になる可能性がある」と研究者らは書いている。
バイオマススポンジは簡単かつ安価に作れます
バイオマススポンジを作るために、研究者らはセルロースとキチンを分子レベルで結合させ、架橋した繊維ネットワークを形成した。
これには、まずキチンフレークを 1% 酢酸溶液に浸し、次にその材料を高速ホモジナイザー (工業用食品、医薬品、化粧品の製造で一般的なツール) で混合することが含まれます。
一方、綿は豆乳製造機で撹拌されてセルロース溶液が得られた後、2つの化合物が一緒に混合され、型に注がれて凍結されました。
研究者らは実験室と、農業用灌漑場、湖水、静水、沿岸水域の 4 つの現実世界の環境でスポンジをテストしました。
このスポンジは、これらの環境での最初の使用中にマイクロプラスチックの 98 ～ 99.8 パーセントを除去しただけでなく、再使用しても効果が持続し、5 回の使用後にはマイクロプラスチックの約 95 パーセントを除去することが判明しました。
研究者らは、スポンジがマイクロプラスチックを物理的に遮断し、静電気で引き寄せ、キチン、セルロース、プラスチックの分子間の相互作用を引き起こすなど、いくつかのメカニズムを通じて機能していることを観察した。
研究者らは、さらなる実験の結果、このスポンジは海や川だけでなく、工場廃水の処理や家庭用洗濯機や食器洗い機のフィルターとしても使用でき、そもそもマイクロプラスチックが自然界に侵入するのを阻止できると考えている。
研究者らは人間の脳、血液、消化器系でマイクロプラスチックを発見し、細胞に損傷を与え、ホルモン活性に影響を与えることがわかっています。他の種や生態系にも影響を及ぼします。
マイクロプラスチックを対象としたもう 1 つの最近の技術革新は、世界最大のマイクロプラスチック汚染源の 1 つである自動車からのタイヤの摩耗を捕捉できるタイヤ コレクティブによる装置です。
上の写真は New Africa による Shutterstock 経由。
