Ripulire gli oceani dalle microplastiche con nanotubi in carbonio

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La “molla” magnetica che distrugge le microplastiche. Nanotubi di carbonio a forma di molla, associati ad azoto e manganese, possono catalizzare la degradazione delle microparticelle di plastica disperse nei mari: sono anche magnetici e possono essere recuperati e riutilizzati.

La dispersione delle plastiche, e in particolare di quelle di dimensioni microscopiche, è una minaccia per gli ecosistemi globali, e specialmente per gli animali marini.

Ma un gruppo di ricerca australiano ha individuato un possibile rimedio: un dispositivo basato su nanomagneti in carbonio a forma di molla che riescono a depurare l’acqua dalle microplastiche. Frutto del lavoro dell’Università di Adelaide, è descritto sulla rivista “Matter”, in un articolo firmato da Shaobin Wang e colleghi.

(5Gyres/Oregon State University) 
(5Gyres/Oregon State University)

Catturare e rendere innocue le microplastiche è un’impresa ardua. Da un lato, infatti, vengono prodotte in grande quantità, sia direttamente (nel caso di alcuni cosmetici) sia indirettamente, con la disgregazione di frammenti di plastica più grandi. In secondo luogo, sono troppo piccole per essere filtrate nei processi industriali di trattamento delle acque.

Un approccio chimico per eliminare le microplastiche ricorre a composti dell’ossigeno detti specie reattive dell’ossigeno (ROS, reactive oxygen species), che innescano reazioni a catena in grado di spezzare le lunghe molecole delle microplastiche in frammenti ancora più piccoli e innocui. Tuttavia, le specie reattive dell’ossigeno si producono usando metalli pesanti, come ferro e cobalto, con grave rischio d’inquinamento degli ecosistemi.

La soluzione escogitata da Wang e colleghi invece ha un basso impatto ambientale. Si basa su nanotubi di carbonio, reticoli di dimensioni nanoscopiche di soli atomi di carbonio, dopati con azoto e associati a nanoparticelle metalliche. Questi “nanoibridi” catalizzano l’attivazione di un’altra sostanza chimica, il perossimonosolfato, generando così specie reattive dell’ossigeno che degradano le microplastiche.

Per i loro minuscoli dispositivi, i ricercatori hanno scelto una forma a molla, che garantisce un’elevata stabilità e rende massima la superficie di reazione, velocizzando la catalisi: nei test, i nanoibridi hanno dimostrato di rimuovere le microplastiche disperse in una vasca di acqua in poche ore. Inoltre, Wang e colleghi hanno aggiunto ai nanoibridi il manganese, in modo da renderli magnetici: in questo modo, dopo la depurazione è possibile recuperarli e riutilizzarli.

Il risultato è estremamente incoraggiante, e  gli autori sono già al lavoro per rendere l’approccio efficiente su diversi tipi di microplastiche e garantire l’assenza di tossicità di ogni composto chimico usato come reagente intermedio o come prodotto di scarto.

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