Як повідомляє сайт Осацького університету, команда дослідників з університетської мережі HeKKSaGOn, яка об’єднує науковців з Німеччини та Японії, створила новий полімер, що здатний вибірково видаляти токсичні важкі метали з води, натхненний природними процесами, зокрема протеїном, що зустрічається в рослинах.
Виклики очищення води
Забезпечення чистої питної води є однією з основних потреб для нашого здоров’я та благополуччя. Проте, зі зростанням населення світу, досягнення цієї мети стає дедалі складнішим завданням для всіх громад.
Натхнення природою
Дослідники з альянсу HeKKSaGOn, до якого залучені науковці з Кіотського університету, Осацького університету та Гайдельберзького університету (Німеччина), знайшли натхнення у природі. Вони звернули увагу на фітохелатин — високо консервативний протеїн, що зустрічається в рослинах і має здатність вибірково зв’язувати важкі метали, переміщуючи їх у клітинні компартменти, де вони не можуть завдати шкоди.
Розробка полімеру
Команда дослідників вивчала основні будівельні блоки фітохелатину, щоб зрозуміти, як він вибірково зв’язує певні іони, зокрема кадмій. «Ми ідентифікували дві групи — карбоксилатну та тіолатну — і синтезували полімер, що містить ці групи», — пояснює головний автор дослідження Масакі Накахата з Осацького університету.
Цей полімер було прикріплено до кремнієвих гранул і целюлозних мембран, що дозволило концентрувати його в надмалий об’єм. Забруднену воду пропускали через полімер, що дозволило ефективно видаляти кадмій і досягти прийнятного рівня вмісту цього металу у воді всього за одну годину.
Ефективність системи
Наявність карбоксилатних і тіолатних груп у структурі полімеру виявилася ключовою для його успіху. Концентрація полімеру в надмалій кількості й створення системи проточного очищення значно підвищили його здатність до навантаження.
Система показала високу специфічність до іонів кадмію в порівнянні з металами, важливими для здоров’я, такими як магній і кальцій. Крім того, цей полімер також демонструє високу спорідненість до іонів ртуті, що вказує на його потенційну ефективність у видаленні інших важких металів.
«Ми не здивовані, що рослини в процесі еволюції набули такого складного механізму, адже біологія не створює безглуздих речей», — зазначає старший автор і науковець із Гайдельберзького та Кіотського університетів Мотому Танака. «Проте нас вразило, що наш полімер, натхненний рослинами, зміг перевершити природні протеїни в своїй ефективності».
Це досягнення відкриває нові перспективи у створенні полімерів, здатних вибірково захоплювати токсичні важкі метали. Завдяки специфічності та використанню проточного підходу, розроблений полімер може значно підвищити ефективність очищення води, що є важливим кроком на шляху до забезпечення чистої води для всіх.
Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть комбінацію Ctrl+Enter або Control+Option+Enter.
