Ученые из Университета Северной Каролины создали биосетку для улавливания микропластика любого размера

Природный прототип для решения глобальной проблемы

Исследователи из Университета штата Северная Каролина (США) разработали биоразлагаемую сетку, способную эффективно задерживать микропластик самых разных размеров — от частиц шириной всего несколько десятков нанометров до 5-миллиметровых объектов. Авторы технологии, работавшие под руководством заслуженного профессора Орлина Велева, обратили внимание на природу, а именно на морские водоросли и так называемые «шары Нептуна» — волокнистые комки из отмерших листьев и волокон морской травы, которые естественным образом собирают пластиковые частицы в морской воде.

Масштаб загрязнения и необходимость нового подхода

Микропластик называют одной из главных экологических угроз на планете. По оценкам экспертов, в год человек может потреблять до 250 г микропластика — это вес десяти пустых пластиковых бутылок по 0,5 литра. Полностью избежать его попадания в организм нельзя: частицы находят в горах на высоте 1,4 км, в воде, еде, одежде и косметике. Исследование 2019 года, опубликованное в Environmental Science and Technology, показало: потребители водопроводной воды получают дополнительно 4 тысячи частиц пластика в год, а любители бутилированной — 90 тысяч. Оказавшись в воде, микропластик обрастает бактериями и образует ложные пищевые частицы, входящие в пищевые цепи. Традиционные методы фильтрации бессильны против наночастиц, что делает разработку универсального решения критически важной.

Структура, имитирующая «пушистые» водоросли

Новый материал изготовлен из двух биополимеров: альгината, получаемого из морских водорослей, и хитозана, производимого из панцирей ракообразных. Такая комбинация делает сетку не только эффективной, но и полностью экологичной. Принцип работы основан на двухуровневой структуре: «сетчатая» часть образует ячеистую сеть, улавливающую более крупные фрагменты пластика, а «пушистость» обеспечивают мягкие дендритные коллоиды — разветвленные волокна, заканчивающиеся пучками нановолокон. Именно они отвечают за захват мельчайших частиц размером до десятков нанометров за счет адгезии.

Универсальность и перерабатываемость

Тесты показали, что разработка успешно собирает микропластик как в пресной, так и в соленой воде, охватывая весь спектр размеров частиц — от миллиметровых до наноразмерных. Важное преимущество технологии — возможность переработки. После накопления загрязнений сетку можно утилизировать с пользой: используя микробное пищеварение, расщепить и микропластик, и саму сетку, а затем из полученных компонентов синтезировать новые порции биополимерного материала для создания свежих фильтрующих элементов. Это позволяет заменить сразу несколько видов фильтрации и исключает образование вторичных отходов.

Перспективы масштабирования

По словам профессора Велева, ученым удалось доказать работоспособность концепции, а используемые материалы — природного происхождения и относительно недороги. Это открывает перспективы для промышленного масштабирования. Главный вопрос теперь в готовности общества и государств инвестировать в развитие подобных методов очистки водоемов. Технология может стать прорывом для фильтрации воды на очистных сооружениях и в открытых водоемах, где традиционные фильтры не справляются с наночастицами.