Новгородские ученые выяснили, как структура поверхности микропластика влияет на его адсорбционные свойства

Специалисты Новгородского государственного университета (НовГУ) выяснили, как форма и структура поверхности частиц микропластика влияют на его способность накапливать на себе различные загрязнители. Оказалось, что форма оказывает меньше влияния на адсорбцию, чем структура поверхности. При нарушении целостности поверхности частиц микропластик может стать источником накопления вредных веществ в почвах, воде и живых организмах.

Для своего исследования ученые взяли один из самых часто встречающихся в окружающей среде видов микропластика — полистирол. Его частицы размером от 2 до 5 мкм, имеющие сферическую и двояковогнутую форму, авторы обрабатывали растворителем ДМФА (N,N-Диметилформамид), чтобы изменить их форму и структуру, и смотрели, как при этом меняется способность микропластика накапливать на своей поверхности загрязнитель родамин Б (природный краситель, который встречается в почвах вследствие его использования в сельском хозяйстве).

«Мы выяснили, что если структура поверхностного слоя частиц микропластика состоит из плотно упакованных цепей полистирола (то есть ничем не нарушена и не деформирована), неважно, какая форма будет у этих частиц: сферическая, асимметричная или другая, сорбционные свойства микропластика от этого не меняются. Но если эту структуру изменить, то сорбционная емкость увеличится, так как возрастет удельная поверхность частиц, и в них появятся новые микро- и мезопоры», — прокомментировал результаты один из участников исследования, доцент кафедры фундаментальной и прикладной химии НовГУ Владимир Исаков.

Структуру поверхностного слоя микрочастиц авторы изучали методами оптической, просвечивающей электронной и атомно-силовой микроскопии, а также с помощью метода Брунауэра — Эммета — Теллера (БЭТ). Сорбционные свойства анализировали с использованием спектрофотометрии с привлечением теории адсорбции Ленгмюра.

Научно-исследовательская работу проводили по проекту «Новые подходы к решению проблемы микропластика как потенциальной угрозы человеку и окружающей среде», на реализации которого был получен мегагрант в 2024 году.

Ученые планируют продолжить исследования, чтобы изучить, как на сорбцию влияют распределение пор по размерам, их объем, гидрофобность полимерных цепей поверхностного слоя и т. д. Понимание этих закономерностей позволит прогнозировать процессы, которые происходят с полистирольными микропластиками в окружающей среде, а также выявить степень их опасности для природы и человека.