Po apsipirkimo maisto prekėmis išmestas plastikinis maišelis vieną dieną gali padėti aptikti toksinius metalus geriamajame vandenyje.
Indonezijos mokslininkai pristatė „spalvingą proveržį“, kuris paverčia plastiko atliekas šviečiančiomis nanomedžiagomis, gebančiomis aptikti kenksmingas medžiagas vandenyje.
Dr. Indriana Kartini iš Jogjakartos Gadjah Mada universiteto Chemijos katedros vadovaujama komanda savo darbu parodė, kaip kasdienės atliekos gali būti perdirbtos į gyvybę gelbstinčią technologiją.
Šis tyrimas rodo, kaip keičiasi mūsų požiūris į plastiko taršą. Plastikas gali tapti ne problema, kuri užteršia vandenynus ir sąvartynus, o žaliava, iš kurios gaminami žmonių sveikatą saugantys įrankiai.
Nuo plastiko atliekų iki inovacijų
Pasaulis susiduria su nuolatine plastiko krize. Kiekvienais metais į aplinką patenka milijonai tonų maišelių, butelių ir įvyniojimų, kurie nesuyra šimtmečius. Tradiciniai perdirbimo metodai nebespėja, todėl didžioji dalis šių atliekų toliau kaupiasi.
Indonezijos mokslininkų komanda pasirinko kitokį požiūrį. Vietoj perdirbti plastiką į žemesnės kokybės medžiagas, jie jį perkoncepcionavo kaip išteklių pažangiai technologijai. Sutelkdami dėmesį į aukštesnio lygio perdirbimą, jie sukūrė procesą, kurio metu išmestos polietileno maišeliai paverčiami nanomedžiagomis su galingomis naujomis savybėmis.
„Tai tvarumas, susitikęs su pažangia mokslu“, paaiškino Kartini spaudos pranešime. „Mes ne tik mažiname plastiko atliekas – mes jas paverčiame visuomenės sveikatos priemone.“
Ši inovacija rodo, kaip mokslas gali spręsti dvi pasaulines problemas: plastiko taršą ir prieigą prie saugaus geriamojo vandens.
Anglies kvantinių taškų mokslas
Šio proveržio pagrindas yra anglies kvantiniai taškai (CQD) – mažos dalelės, kurių dydis yra mažesnis nei viruso. CQD turi ypatingą savybę šviesti, kai yra veikiami ultravioletinių spindulių. Dar svarbiau, kad jie gali veikti kaip jutikliai, kurie aptinka teršalus molekuliniu lygiu.
Iki šiol CQD gamybai dažnai reikėdavo brangių arba toksiškų žaliavų, todėl juos buvo nepraktiška naudoti dideliu mastu. Tačiau Indonezijos komanda kaip pradinį tašką pasirinko plastiko maišelių atliekas.
Jie derino modifikuotą pirolizę su hidroterminiu apdorojimu ir, naudodami mažiau nei 7 procentus vandenilio peroksido, polietileną pavertė funkcionaliais CQD. Visas procesas truko tik 10 valandų.
Rezultatai buvo įspūdingi. CQD kvantinis išeigos koeficientas buvo 10,04 proc., matuojant, kaip ryškiai jie šviečia. Jie taip pat parodė stabilumą, kai buvo veikiami UV spinduliais, dideliu druskos kiekiu ir ilgalaikio saugojimo sąlygomis. Ši stabilumas leidžia juos patikimai naudoti realiose situacijose.
Toksinių metalų aptikimas vandenyje
Labiausiai įspūdingas šių iš plastiko gautų CQD aspektas yra jų gebėjimas aptikti metalus, ypač geležies jonus (Fe³⁺), vandenyje.
Jų paviršiuose yra deguonies turtingų cheminių grupių, kurios gali selektyviai jungtis prie šių jonų. Ši sąveika leidžia dalelėms veikti kaip tiksliems užteršimo jutikliams.
Bandymų metu CQD pasiekė 9,50 mikromolių aptikimo ribą ir parodė beveik tobulą koreliaciją R² = 0,9983 matuojant geležies koncentraciją. Toks tikslumas rodo šių nanomedžiagų potencialą vandens kokybės stebėsenai.
Nešiojami, prieinami ir lengvai įdiegiami, šie jutikliai galėtų būti vertinga pagalba bendruomenėse, kuriose prieiga prie sudėtingos laboratorinės įrangos yra ribota.
Geležies užterštumas yra plačiai paplitusi problema geriamajame vandenyje, o galimybė greitai ją išbandyti galėtų padėti išvengti sveikatos problemų.
Link apykaitinės ekonomikos
Šio tyrimo reikšmė gerokai viršija laboratorinių eksperimentų ribas. Tai praktinis apykaitinės ekonomikos pavyzdys, kai atliekos nėra išmetamos, o paverčiamos vertingais produktais.
Projektas parodo, kaip mokslas gali paversti aplinkos naštą technologiniu turtu, paverčiant plastikinius maišelius jutikliais.
Šis požiūris galėtų įkvėpti naujas pramonės šakas, orientuotas į ekologiškų nanomedžiagų gamybą. Jis taip pat parodo galimybes kurti nebrangias aplinkos stebėjimo priemones regionuose, susiduriančiuose su atliekų tvarkymo ir švaraus vandens problemomis. Ypač Pietryčių Azijai šis darbas pateikia modelį, kaip gali susikirsti žaliosios chemijos ir inovacijų sritys.
Universitas Gadjah Mada pozicionuoja save kaip tvaraus mokslo centrą. Šis projektas prisideda prie augančio pripažinimo, kad Indonezija gali prisidėti ne tik prie vietinių problemų sprendimo, bet ir prie globalių sprendimų teikimo.
