Tạo ra vật liệu mới loại bỏ tới 95% hạt vi nhựa khỏi nước

Vật liệu mới có mạng lưới polymer đan xen độc đáo có thể loại bỏ tới 95% hạt vi nhựa khỏi nước, đồng thời có thể tái sử dụng.

Ô nhiễm nhựa đang là bài toán nan giải của con người - Ảnh: AFP

Hạt vi nhựa gây ra mối đe dọa lớn cho sức khỏe con người. Những mảnh vụn nhựa nhỏ bé này có thể xâm nhập vào cơ thể chúng ta qua nước chúng ta uống và làm tăng nguy cơ mắc bệnh.

Chúng cũng là một mối nguy hiểm cho môi trường. Được tìm thấy ngay cả ở những vùng xa xôi như chỏm băng vùng cực và rãnh đại dương sâu, chúng gây nguy hiểm cho các dạng sống dưới nước và trên cạn.

Các nhà khoa học trước đây đã thử sử dụng màng lọc để loại bỏ vi hạt nhựa. Tuy nhiên, màng có thể bị tắc bởi những hạt nhỏ này, khiến chúng không bền vững.

Mới đây, nhóm các nhà nghiên cứu do ông Suryasarathi Bose - giáo sư tại khoa kỹ thuật vật liệu, Viện Khoa học Ấn Độ (IISc), dẫn đầu đã thiết kế một loại Hydrogel 3D bền vững để loại bỏ vi nhựa khỏi nước.

Hydrogel này bao gồm ba lớp polymer khác nhau - chitosan, rượu polyvinyl và polyaniline - đan xen với nhau, tạo nên cấu trúc mạng polymee xuyên thấu (IPN). Nhóm nghiên cứu đã đưa vào ma trận này các cụm nano của vật liệu gọi là Cu-POM.

Những cụm nano này là chất xúc tác có thể dùng tia UV để phân hủy các hạt vi nhựa. Sự kết hợp giữa polymer và cụm nano đã tạo ra Hydrogel mạnh có khả năng hấp thụ và phân hủy một lượng lớn vi nhựa.

Để kiểm nghiệm, nhóm nghiên cứu đã nghiền nát nắp hộp đựng thực phẩm và các sản phẩm nhựa sử dụng hằng ngày khác để tạo ra hai loại vi nhựa phổ biến nhất tồn tại trong tự nhiên: polyvinyl clorua và polypropylen.

Sau đó, họ thêm thuốc nhuộm huỳnh quang vào vi nhựa để theo dõi khả năng hydrogel hấp thụ và phân hủy trong các điều kiện khác nhau. Kết quả cho thấy Hydrogel có thể loại bỏ khoảng 95% và 93% hai loại vi nhựa ở độ pH gần trung tính (∼6,5).

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nanoscale.

Có thể tái sử dụng

Nhóm nghiên cứu cũng thực hiện một số thí nghiệm để kiểm tra độ bền của vật liệu. Họ phát hiện ra sự kết hợp 3 polymer giúp nó ổn định ở các nhiệt độ khác nhau. Kết quả, Hydrogel có thể tồn tại tới 5 chu kỳ loại bỏ vi nhựa mà không bị giảm hiệu quả.

Hơn nữa, khi hết hạn sử dụng, Hydrogel có thể được tái sử dụng thành vật liệu nano carbon có khả năng loại bỏ các kim loại nặng như crom hóa trị sáu khỏi nước bị ô nhiễm.

Trong tương lai các nhà nghiên cứu có kế hoạch hợp tác với các cộng tác viên để phát triển một thiết bị triển khai trên quy mô lớn nhằm giúp làm sạch vi hạt nhựa từ nhiều nguồn nước khác nhau.