- Mikroplasty se dostávají do všech ekosystémů a mohou přenášet i toxické látky
- Hydrogely s trojitou architekturou by se mohly stát účinným řešením pro odstraňování mikroplastů z vody
- Vyvinutý hydrogel dosahuje vysoké účinnosti, a to až 95 % pro PVC a 93 % pro PP mikroplasty
Mikroplasty jsou malé kousky plastů, často menší než 5 mm, které vážně ohrožují naše životní prostředí. Mikroplasty se dostávají do suchozemských, sladkovodních či mořských ekosystémů, které výrazně znečišťují. Jsou tak drobné, že se dostávají i do potravního řetězce a mohou přenášet celou řadu toxických látek. Mnoho studií se zabývá způsoby, jak se s tímto problémem vypořádat. My se dneska podíváme na speciální hydrogel, který může účinně odstraňovat mikroplasty z vody.
Nový hydrogel nabízí naději
Hydrogely s trojitou architekturou, které obsahují chitosan (CS), polyvinylalkohol (PVA) a polyanilin (PANI), jsou skvělým řešením pro odstraňování mikroplastů (MP) z vody. Tento materiál využívá svých speciálních strukturálních a funkčních vlastností, jako je pevnost nebo pružnost jeho struktury. Důležitou vlastností těchto hydrogelů je jejich schopnost přizpůsobit se, což znamená, že mohou mít různě velké póry a být mechanicky flexibilní. To zlepšuje jejich schopnost zachytit mikroplasty ve vodě.
PVA dodává hydrogelu pevnost, pružnost a schopnost zadržovat vodu. Navíc poskytuje chemické funkční skupiny, které umožňují vytváření polymerní sítě hydrogelu. Naopak CS, který pochází z chitinu, je skvělým materiálem pro hydrogel díky své schopnosti rozkládat se v přírodě a svým antibakteriálním účinkům. Má také schopnost vázat mikroplasty na sebe díky elektrostatickým interakcím. Funkční skupiny obsahující vodík mezi PVA a CS tvoří silnou polymerní síť, což zvyšuje pevnost hydrogelu a jeho schopnost zadržovat vodu. Přidání PANI do hydrogelu kromě toho zlepšuje síťování polymerů a tím i schopnost zachytit mikroplasty.
Poslední součástí této struktury jsou měděné polyoxometalátové nanoklastry známé jako Cu-POM. Tyto nanoklastry jsou klíčové pro zvyšování účinnosti hydrogelu při odstraňování mikroplastů z vody. Navíc nanoklastry pomáhají fotodegradaci mikroplastů za použití UV záření, což přispívá k čištění vodních ploch.
POM nanoklastry mají záporný náboj, zatímco mikroplasty obvykle nesou záporný náboj v závislosti na jejich typu a pH okolí. Elektrostatická přitažlivost mezi opačně nabitými částicemi usnadňuje zachycení mikroplastů na hydrogelu. Díky van der Waalovým silám se mikroplasty přichytávají jak na povrch hydrogelu, tak na povrch POM nanoklastrů.
Hydrogel prokazuje vysokou účinnost odstraňování mikroplastů, a to přibližně 95 % pro PVC a 93 % pro PP mikroplasty při pH 6,5. Ještě zajímavější je jeho schopnost být opakovaně použitelný až do pěti cyklů, aniž by došlo ke ztrátě jeho účinnosti.
Josef Novák
Další dnešní články
