研究人员利用3D成像技术深入了解微塑料,为更高效的塑料废物回收方法提供了潜力。
在史无前例的成就中,滑铁卢大学的研究人员利用3D成像技术探索微塑料的复杂细节,这可能导致改进塑料废物回收策略。
微塑料和纳米塑料是由较大塑料物品的降解产生的微小塑料颗粒,给环境带来了日益严峻的挑战。这些材料安全分解的困难对生态系统、野生动物和人类健康造成了严重风险。
研究人员在完全理解微塑料和纳米塑料的降解方式方面面临挑战,尤其是在微观和纳米级别,这妨碍了减少其环境影响的努力。理解微塑料的功能和降解机制对于将其从我们周围环境中去除至关重要。
与国家研究委员会(NRC)合作,研究人员采用3D成像技术和传统2D显微镜相结合,以增强对微塑料和纳米塑料降解的观察。
“通常,显微镜拍摄的图像提供的是二维视角,类似于医学X光。虽然信息丰富,但没有深度,”滑铁卢大学化学工程系教授威廉·安德森解释道。
“相比之下,3D成像类似于CT扫描,提供了关于微塑料结构和降解的更全面的信息。达到这种细节水平的难度极大,但对于理解微塑料和纳米塑料的表面动态及其降解过程至关重要。”
研究团队采用了一种独特的物理和生物技术的组合来收集新的视觉数据。这涉及一种光催化过程,利用紫外线和氧化钛催化剂处理微塑料和纳米塑料,促进降解的显微观察和分析。
“这种方法不仅表明降解正在发生,还阐明了降解在微塑料和纳米塑料表面上的方式和地点,”滑铁卢大学纳米技术讲席教授赵博鑫表示。“这种理解对于创建更有效的方法以在微观和纳米级别分解塑料至关重要。”
安德森和赵与滑铁卢大学化学工程系和生物系的同事合作,正在研究生物循环方法,使微塑料能够作为细菌的碳源。这些细菌会消耗微塑料,随后产生一种环保的生物聚合物,可以用来制造新产品,例如塑料袋或包装薄膜。
该研究项目的发现对滑铁卢大学团队具有重要意义,该团队现在正在建立以塑料生物循环为重点的多学科研究工作。
这一合作强调了整合不同专业领域以解决复杂环境问题的必要性。这些发现可能会导致创新的塑料废物回收策略,并进一步推动循环经济的目标。