حذف میکروپلاستیک‌ها از آب به کمک تخم‌مرغ

میکروپلاستیک‌ها ذرات ریز پلاستیکی هستند که اندازه آن‌ها کمتر از ۵ میلی‌متر است و در محیط از جمله در منابع آب یافت می‌شوند.

محققان از سفیده تخم‌مرغ برای تولید هَواژِل استفاده کردند. هواژل یک ماده تولیدی سبک و متخلخل است که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد. این ماده از یک ژل به‌دست می‌آید که در آن، قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می‌شود. نتیجه این فرایند، ماده‌ای جامد با چگالی بسیار کم است که عایق گرمایی است.

هواژل کاربردهای فراوانی از جمله در زمینه تصفیه آب، ذخیره انرژی، تولید عایق صدا و حرارت دارد.

محققان دانشگاه پرینستون در آمریکا، بر تولید مواد جدید از جمله هواژل‌ها برای استفاده در زمینه‌های‌ فنی تمرکز کرده بودند. یک روز، کرِیگ آرنولد (Craig Arnold)، از محققان این پژوهش، با نگاه‌کردن به نان ساندویچ خود به این فکر افتاد که این دقیقاً همان ساختاری است که به آن نیاز دارند. او از همکارانش خواست تا دستورالعمل‌های مختلف پخت نان‌ را با کربن مخلوط کنند تا ببینند آیا می‌توانند ساختار هواژل مدنظر او را بازسازی کنند یا خیر. آن‌ها به نتیجه موفقیت‌آمیزی دست نیافتند؛ بنابراین در حین آزمایش به‌مرور مواد تشکیل‌دهنده را حذف کردند تا در نهایت فقط سفیده تخم‌مرغ باقی ماند.

محققان دریافتند که پروتئین‌های موجود در سفیده تخم‌مرغ به ساختارهایی منجر می‌شود که آن‌ها نیاز داشتند.

سفیده تخم‌مرغ یک ساختار پیچیده‌ از پروتئین تقریباً خالص است که وقتی به صورت انجمادی خشک می شود تا در دمای ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد در محیطی بدون اکسیژن گرما ببیند، ساختاری از رشته‌های به‌هم‌پیوسته الیاف کربن و صفحات گرافن را ایجاد می‌کند. خشک‌کردن انجمادی فرایندی است که طی آن ماده‌ای را منجمد می‌کنند و سپس با کاهش فشار سامانه، آب منجمد درون آن ماده را به‌طور مستقیم به بخار تبدیل می‌کنند.

 ساختار هواژل که با ورقه‌های گرافن در سراسر شبکه‌های فیبر کربن کشیده شده‌اند شکل گرفته است.

این گروه پژوهشی مقاله‌ای منتشر کردند و در آن عنوان کردند ماده‌ای که با این روش به‌دست می‌آید، نمک و میکروپلاستیک‌ها را از آب دریا به ترتیب با بازده ۹۸ و ۹۹ درصد حذف می‌کند.

به گفته محققان، سفیده‌ تخم‌مرغ حتی اگر در ابتدا روی اجاق گاز سرخ شود یا هم زده شود هم نتیجه می‌دهد.

یکی از گام‌های بعدی محققان، پالایش فرایند ساخت به‌ منظور استفاده از این ماده در تصفیه آب در مقیاس بزرگ‌تر است.

آن‌ها می‌گویند این ماده، دارای مزایای چشمگیری است؛ زیرا تولید آن ارزان و استفاده از آن باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. کربن فعال یکی از مواد ارزانی است که برای تصفیه آب استفاده می‌شود. محققان نتیجه استفاده از این ماده را با نتیجه استفاده از کربن فعال مقایسه کردند و دریافتند که استفاده از این ماده بسیار بیشتر است. این فرایند تصفیه آب در مقایسه با اُسمُز معکوس که به انرژی ورودی چشمگیر و آب فراوان نیاز دارد، فقط به نیروی جاذبه نیازمند است و آب را هدر نمی‌دهد.

اُسمُز معکوس (گذرندگی وارون) یک فرایند تصفیه آب است که در آن از فشار برای معکوس‌کردن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگ‌تر حل‌شده در آب استفاده می‌شود.