Кинески научници су 19. јула 2024. објавили резултате истраживања о уклањању микропластике из воде путем ефикасне међуфазне платформе за соларно испаравање (ИСЕП) у часопису Натуре Цоммуницатионс. Платформа за испаравање може уклонити микропластику из воде док производи свежу воду.
Резултати истраживања објављени су у часопису Натуре Цоммуниатионс.
1. Ефикасан капацитет производње слатке воде
Платформа за испаравање воде је основа за производњу слатке воде. Претвара светлосну енергију у топлотну, подстиче испаравање воде и постиже ефекат смањења концентрације јона у води.
Током експеримента, истраживачи су користили комерцијални угљенични филц као основни материјал за припрему платформе за испаравање воде. Карбонски филц је тродимензионални материјал са високом ефикасношћу фототермалне конверзије и хидрофилном порозном структуром. Материјал може да претвори апсорбовану сунчеву енергију у топлотну енергију. Његова порозна структура олакшава брз пренос и испаравање воде, значајно побољшавајући ефикасност производње слатке воде.
Експериментални резултати показују да је брзина испаравања тродимензионалне соларне платформе за испаравање (3Д-ИСЕП) 2,10 кг (по квадратном метру на сат) под интензитетом осветљења од 1 сунца, што је 4,5 пута више од брзине испаравања чисте воде, и показује стабилне перформансе испаравања у различитим растворима (различите пХ вредности, концентрације и величине микропластике).
а. Шема уређаја за испаравање воде и инфрацрвена слика; б. Дијаграм односа масе испаравања воде и времена; ц. Дијаграм брзине испаравања воде различитих материјала; д. Број микропластике у различитим узорцима воде; е. Микроскопске слике морске и кондензоване воде; ф. Ин ситу Раманова конфокална микроскопска слика; г. Раманов дијаграм спектра.
2. Моћна способност уклањања микропластике
Истраживачи су убацили полиетиленимин (ПЕИ) на површину угљеничног филца методом калемљења да би припремили композитни материјал "угљен филц-полиетиленимин (ЦП-ПЕИ)". Полиетиленимин садржи обиље амино група и има добар капацитет адсорпције за микропластику, што композитном материјалу даје могућност уклањања микропластике у води.
Експериментални резултати показују да платформа за испаравање воде изграђена од композитног материјала "угљен филц-полиетиленимин (ЦП-ПЕИ)" може постићи стопу уклањања микропластике од 100% након 6 сати под 1 осветљењем сунца. Чак и у мрачном окружењу, платформа за испаравање воде и даље има стопу уклањања микропластике од 18%.
а. УВ-видљиви спектар; б. Шема механизма за уклањање микропластике платформе за соларно испаравање; ц. Стопа уклањања микропластике симулирана од стране ЦОМСОЛ-а; д. Однос микропластике различитих концентрација и брзине уклањања; е. Однос између микропластике различитих пХ вредности и брзине уклањања; ф. Однос између различитих врста микропластике и брзине уклањања; г. Микроскопске слике микропластике у воденом раствору у различито време.
3. Свежа вода произведена на платформи за испаравање може се директно пити
Као одговор на двоструке проблеме несташице слатке воде и загађења водених ресурса микропластиком, соларна платформа за испаравање воде коју су дизајнирали истраживачи пружа решење "које добију". У стварном окружењу морске воде, соларна платформа за испаравање не само да може ефикасно уклонити микропластику и честице у морској води, већ и значајно смањити концентрацију јона. Кондензована вода коју припрема може задовољити релевантне стандарде воде за пиће у свету.
Закључак
Микропластика је постала један од четири нова загађивача који су привукли широку међународну пажњу. Њихово накупљање у води не само да изазива велико загађивање животне средине, већ и хронично трује наше тело. Уклањање микропластике у води је неизбежно. Почнимо од малих ствари у нашим животима и искористимо снагу науке и технологије да превазиђемо изазове које доноси недостатак слатководних ресурса и загађење воде.