2024年12月31,广东工业大学环境与生态工程学院蔡燕鹏诠释团队以《Efficient and stable extraction of nano-sized plastic particles enabled by bio-inspired magnetic “robots” in water》,为题发表在《Environmental Pollution》期刊上。本文筹议了一种基于仿生磁性“机器东谈主”的高效结识索求水中纳米塑料颗粒的要领。
跟着塑料成品的平凡使用,微塑料(MPs)和纳米塑料(NPs)在水体中的混浊问题日益严重。微塑料是指尺寸小于5毫米的塑料颗粒,而纳米塑料则是指尺寸小于1000纳米的塑料颗粒。这些塑料颗粒由于其强疏水性、高比名义积和复杂的名义特质,容易吸附混浊物和无益微生物,进而通过食品链投入生物体,对生态系统和东谈主类健康组成严重胁迫。筹议标明,纳米塑料对水生生物的滋长和繁衍具有负面影响,致使可能通过胃肠谈和呼吸系统投入东谈主体细胞。因此,如何灵验去除水体中的纳米塑料成为了现时环境科学限制的一个紧要课题。现存的吸附材料在去除纳米塑料方面存在诸多挑战,如比名义积有限、吸附位点不及等。此外,纳米塑料的布朗通顺和复杂的名义互相作用也加多了去除难度。为此,筹议东谈主员从当然界中接管灵感,绸缪了一种仿生多层结构的磁性材料,以训导对纳米塑料的吸附着力。
本筹议收受了一种合理绸缪的计谋,通过仿制海胆的伸缩管足通顺和捕食机制,绸缪了Fe3O4磁性机器东谈主(MagRobots)的海胆状结构,以处治从水体中去除纳米塑料(NPs)的要道问题。MagRobots的专有结构大致顺应NPs的尺寸和名义互相作用,从而完毕了高效的NPs去除(99%),尤其是在去除水中的聚苯乙烯(PS)纳米颗粒时阐扬出色,吸附容量达到594.3 mg/g,比未经结构绸缪的磁性Fe3O4训导了3300%。通过密度泛函表面(DFT)模子和吸附本质进一步分析了吸附历程,发现其驱能源为静电互相作用。MagRobots在四次轮回本质中保握了高达328 mg/g的吸附容量,并在自然水体中阐扬出接近400 mg/g的高容量吸附。本质拆伙考证了MagRobots在模拟和确切水体条目下的优异吸附性能、再生成果和环境结识性。这种私密的结构计谋为成就用于废水处理的高效磁性多孔材料提供了有价值的视角,并有望期骗于实质水生生态系统中的NPs处理。
图 1:(a)MagRobots 的合成历程暗示图;(b)MagRobots 吸附 NPs 模子。
图 2. MagRobots 对 NPs 的动态吸附历程(本领序列:a-d)。
图 3. PS-COOH 吸附在三个氨基位点上的吸附能和静电位。
图 6. MagRobots 的环境结识性,包括在不同 pH 值(a)、串速(b)、离子类型(c)、NPs 尺寸(d)、不同环境水类型(e)和轮回(f)下的吸附才智。
近日《漫威争锋》官方在推特上正式公布,下一步推出的新英雄将是,并且放出了全新概念宣传图,预示着四位新英雄将出现在游戏中。
Cai, Y., Zheng, B., Lin, X., You, X., Jia, Q., & Xue, N. (2025). Efficient and stable extraction of nano-sized plastic particles enabled by bio-inspired magnetic “robots” in water. *Environmental Pollution, 368*, 125501. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125501
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