Охота на микропластик открыта

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Пока мы не знаем, как крошечные частицы пластика, микропластик, влияют на здоровье. Но точно знаем, что микропластик сегодня поселился не только на свалках, но и в океане и во льдах. Частицы размером менее 5 мм практически невозможно изъять из окружающей среды. Да, они будут постепенно разлагаться в природе. Но такое естественное разложение занимает сотни лет. Его несколько ускоряет солнечный свет, но всё равно речь идет о десятилетиях.

Можно ли бороться с микропластиком в окружающей среде? Например — уничтожать его в океане? Технологи по всему миру ищут решение проблемы. Сотрудники Химико-технологического университета в Праге придумали крошечных роботов, которые могут связываться с частицами микропластика и катализировать их разложение (ACS Applied Materials & Interfaces).

Эти роботы представляют собой структуры, похожие на звездочки размером с бактериальную клетку, 4–8 мкм. Сделаны они из полупроводникового материала — ванадата висмута (BiVO₄), который может работать фотокатализатором. Каждая частица покрыта магнитным оксидом железа (Fe₃O₄), чтобы этими микророботами можно было управлять с помощью магнитного поля. Видимый свет, а также перекись водорода в концентрации, которая естественным образом содержится в воде, служат для микророботов топливом.

Ученые заставляли роботов плавать по лабиринту каналов, заполненных четырьмя различными типами пластика. Как и ожидали исследователи, роботы самостоятельно подплывали к частицам микропластика, связывались с ними и разлагали. Лучше всего это получалось с частицами пластмасс, полимолочной кислотой (PLA) и поликапролактоном (PCL). Здесь они улавливали около 70% частиц.

А вот с полиэтилентерефталатом (ПЭТ) и полипропиленом (ПП) получалось хуже. Возможно, из-за плохой адгезии роботов с гидрофобной поверхностью частиц из этих полимеров.

Эксперимент длился семь дней, в течение которых микророботы плавали в лабиринте, ловили частицы микропластика, а исследователи постоянно освещали их светом. И вот результат: после недели контакта с микророботами частицы потеряли до 3% своего веса. Лучше всего это работало на PCL. С другой стороны, частицы ПЭТ потеряли всего около 1% своего веса.

Интересно, что при этом изменилась поверхность микрочастиц. Если прежде она была гладкой, то теперь стала неровной, грубой, продырявленной. То есть на лицо все признаки активного разложения.

Можно ли использовать эту технологию в природе? Теоретически — да. Можно, к примеру, выпускать микророботов в водоем, а потом вылавливать с помощью магнитов и отправлять на вторичную переработку. То есть технология вполне экологична. С помощью тех же магнитов можно направлять стаи роботов в нужные места. Однако, прежде чем выпускать технологию в мир, надо решить несколько важных вопросов. Например увеличить работоспособность этих крошек: в эксперименте она значительно снижалась уже через семь дней.

См. также:
Борьба с пластиком: сезон 3 (2023 №1)
Микропластик: угроза или нет? (2023 №5)
Микропластик тысячелетия (2023 №11)
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Исполины против микропластика (2024 №5)
Пластик на дне (2024 №10)
Микропластик в сонной артерии (2025 №6)
В океане много нанопластика (2025 №9)