收集到的网状材料可通过微生物回收，用于制造新材料。
美国的一个科学家团队开发出一种受缠结海藻启发而制成的可生物降解网状材料，能够捕获从毫米级碎片到仅数十纳米宽的颗粒等各种尺寸的微塑料。
这种新材料由北卡罗来纳州立大学的研究人员设计。它既能在淡水也能在盐水中发挥作用，并解决了清除水生环境中塑料污染的最大挑战之一。
微塑料被定义为小于5毫米的塑料颗粒。它们因在河流、湖泊和海洋中不断积累，并能进入食物链，已成为日益严重的环境问题。
与此同时，现有的清理技术通常只在有限的尺寸范围内表现良好，往往会遗漏较大的碎片或超细颗粒。为解决这一难题，科学家们创造了一种单一材料，可以捕获跨越多个尺度的微塑料。
模仿缠结的海藻
在设计上，科学家们从漂浮的海藻垫和自然形成的“海王星球”中汲取了灵感。海王星球是紧密缠结的海草球，已被发现能够在海洋环境中收集微塑料。
北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程教授Orlin Velev博士透露：“我们的目标是开发一种多尺度结构，使我们能够捕获全尺寸范围的塑料微粒。我们想创造出能够模仿缠结海藻已有功能的结构。”
研究人员并非简单地复制海藻的外观，而是利用可持续的生物聚合物再现了其缠结的结构。据Velev介绍，这种网状材料由海藻酸盐（一种从海藻中提取的碳水化合物聚合物）以及从甲壳类动物外壳中提取的壳聚糖制成。
它拥有一个高度多孔的网络，上面涂覆着极细的壳聚糖纤维，这些纤维由柔软的树枝状胶体构成。这些结构会反复分支成越来越细的细丝，末端形成一簇簇纳米纤维构成的冠状物。
这种组合形成了类似蓬松网的结构。该结构使柔软的树枝状胶体能够附着在几乎所有表面上，并直接从水中捕获聚合物微粒和纳米颗粒。
网状材料中较大的孔洞可以物理性地捕获较大的塑料碎片。与此同时，绒毛状的纳米纤维涂层则能粘附住小得多的颗粒，而这些颗粒通常会穿过传统过滤器。
捕获各种尺寸的塑料
在概念验证测试中，这种新型网状材料成功捕获了实验室制备的纳米颗粒以及从水中收集的真实微塑料。它在淡水和盐水中均有效，因此证明了其在各种水生环境中的应用潜力。
Velev解释说：“最终得到的东西看起来就像一张蓬松的网。这个结构中的‘网’部分是一张能够捕获较大塑料微粒——尺寸在1毫米或更大的颗粒——的网状结构。”
这种网状材料的主要优势之一是能够捕获跨越极宽尺寸范围的颗粒，从大约5毫米到数十纳米不等。这有可能取代多种用于捕获不同尺寸颗粒的过滤系统。
此外，如果网状材料被塑料碎片填满，还可能通过微生物消化进行回收。由于网状材料及其捕获的内容物都可以进行生物处理，这种方法能够分解可生物降解材料及收集到的微塑料。
它还能进一步生产出制造新型清理网的原材料。Velev在一份新闻稿中总结道：“我们已证明这种设计是可行的，而且我们所用的材料来自天然，价格相对低廉。”
这项研究已发表在《科学进展》期刊上。
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