Немецкие учёные из Университета Лейбница в Ганновере создали гель, имитирующий химию медузьей слизи, — и он умеет делать то, с чем не справляются обычные фильтры: ловить нанопластик.
С микропластиком — частицами крупнее одного миллиметра — человечество хотя бы научилось работать: его можно задержать мембранными фильтрами или отделить по плотности. Нанопластик, размер которого меньше одного микрометра (это в сто раз тоньше человеческого волоса), такими методами не поймать. Он просто проходит сквозь всё. При этом именно нанопластик вызывает наибольшее беспокойство с точки зрения воздействия на живые организмы — частицы такого размера способны проникать в клетки.
Слизь медузы — не просто неприятная субстанция. Это сложный биополимерный гель: белки-муцины, из которых она состоит, одновременно притягивают и воду, и жиры. Они образуют трёхмерную сеть с порами ровно того размера, который нужен, чтобы захватывать наночастицы. Нанопластик, будучи гидрофобным, буквально прилипает к этой сети под действием электростатических и молекулярных сил.
Исследования с натуральной медузьей слизью показали впечатляющий результат: она удаляет от 60 до 90% нанопластика из воды менее чем за десять минут — и обходит по эффективности все традиционные коагулянты, применяемые на очистных станциях.
Работать с настоящей медузьей слизью неудобно: её состав нестабилен, а масштабировать добычу — задача с явными этическими и практическими ограничениями. Поэтому группа Мари Вайнхарт создала синтетический аналог. Учёные соединили гидрофильные и гидрофобные мономеры в большой амфифильный сополимер, который самостоятельно собирается в сферические мицеллы — крошечные шарики с «жирной» сердцевиной и «водянистой» оболочкой, идеально имитирующие структуру муцина.
Главная находка — температурная управляемость геля. При комнатной температуре он захватывает нанопластик и оседает на дно. Достаточно нагреть воду — и гель отпускает собранные частицы, позволяя их извлечь и проанализировать. Это делает систему пригодной не только для очистки, но и для мониторинга: можно понять, какой именно пластик содержится в питьевой или сельскохозяйственной воде.
Пока технология протестирована в лабораторных условиях. Впереди — испытания на реальных сточных водах и масштабирование. Но сама идея уже работает: природа за миллионы лет эволюции придумала фильтр, который инженерам только предстоит по-настоящему воспроизвести.
