运用微流控技术 让声音轻松去除水中的微塑料

运用微流控技术让声音轻松去除水中的微塑料然而，现在的挑战是找到成功地从水和大气中清除微塑料（MPs）的方法--当这些微小的塑料片尺寸只有1微米到5毫米时，这不是一件容易的事。信州大学的一个科学家团队已经求助于声音来实现这一目标，实验用声学过滤将MPs推入一个中央通道，分支部分由无MP的水填充，然后可以释放。"我们提出的微流体装置是基于水电类比设计的，它有三个1.5毫米宽的微通道，通过四个串行的0.7毫米宽的三叉路口连接，"首席研究员、信州大学纺织科学与技术学院机械工程和机器人系的秋山义武教授解释说。"使用500千赫兹共振频率的体声波，MPs在中间微通道的中心对齐。因此，在每个结点上必须发生3.2倍的MPs富集，导致该装置的整体富集程度达到105倍"。带过滤通道的微流控设备在一些测试中成功地清除了水中90%以上的微塑料换句话说，超声波穿过水并将MPs推到流体流的中心，然后它们可以被收集，或被过滤掉，因为不含MPs的水被过滤到设备主要中心路径的分支。传统上，MPs是由网状过滤器收集的，这些过滤器很容易被堵塞，而且由于网眼的大小，它们收集的内容有限。这个装置则使用了微流控技术，这是一门新兴的科学，在微观层面上用通道操纵水的行为。在对分组的MPs进行单独实验时，那些尺寸为10微米、15微米、25微米、50微米和200微米的MPs的收集率超过了90%。进一步的测试混合了颗粒大小（25-200微米和10-25微米），其收集率约为80%。这并不是科学家们开发的第一个声学过滤模型，早些时候他们已经生产了一个针对洗衣废水的设备并进行了测试。该团队认为它所取得的进展表明该设备具有更深远的应用，例如在工业规模生产的废水被送入下水道之前进行过滤。秋山说："这个拟议的基于声学聚焦的微流体装置可以有效、快速和连续地收集10-200微米的MPs，在通过网状物对较大的MPs进行预过滤后，无需再循环。它可以安装在洗衣机、工厂和其他MP来源中，用于有效地富集和去除洗衣和工业废水中的各种尺寸的MPs。这将使防止向环境排放MP成为可能"。虽然该设备存在一些问题，比如一些MP速度变慢并堵塞了微通道壁，但研究人员认为对预过滤过程和二维聚焦的调整可以解决这个问题。该研究发表在《分离与净化技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355221.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355221.htm

基于植物材料的过滤器可去除水中高达99.9%的微塑料

基于植物材料的过滤器可去除水中高达99.9%的微塑料但加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员可能已经设计出了一种可生物降解、可再生的解决方案。他们的设备被称为bioCap，它利用了木材残渣（包括锯屑）和天然多酚的特性，这些特性会与聚合物颗粒（包括许多微塑料）产生强烈的分子相互作用。为了制造bioCap，研究人员使用锯末作为过滤水的基质，因为锯末具有出色的化学和物理稳定性，而且含有纤维素、半纤维素和木质素，有利于水的有效传输。他们通过添加单宁酸对锯屑进行改良，单宁酸是一种天然植物多酚，几乎存在于所有没有地下根系的植物中。为了测试其捕捉微塑料的能力，研究人员用泵将富含微塑料的水流过一个含有bioCap的柱子。实验中使用的微塑料是在环境中检测到的，包括聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）。扫描电子显微镜（SEM）分析证实，添加了单宁酸层的锯屑在捕获微颗粒的同时，其结构没有发生明显变化。而使用未经单宁酸处理的锯屑，去除率很低，不到10%，这表明多酚是捕捉微塑料的关键。该研究的通讯作者之一奥兰多-罗哈斯说："衣服上有微纤维，清洁剂和肥皂上有微珠，餐具、容器和包装上有泡沫和颗粒。通过利用单宁酸周围不同的分子相互作用，我们的生物帽解决方案能够去除几乎所有这些不同类型的微塑料。"研究人员接下来测试了bioCap清除较小微粒（110纳米）的能力，众所周知，微粒会穿过血脑屏障，对健康造成危害。研究人员给两组小鼠喂食了一周经bioCap处理或未经处理的水，并检查了它们器官中的微粒子含量。研究人员说，bioCap的生产工艺简单、成本低廉，可根据用途扩大或缩小生产规模。罗哈斯说："迄今为止提出的大多数解决方案都成本高昂或难以扩大规模。我们提出的解决方案有可能缩小规模供家庭使用，也有可能扩大规模供市政处理系统使用。这种过滤器与塑料过滤器不同，不会造成进一步的污染，因为它使用的是可再生、可生物降解的材料：来自植物、树皮、木材和树叶的单宁酸，以及木锯屑--一种广泛存在且可再生的林业副产品。"这项研究发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377635.htm

想要减少自来水中的微塑料？把它变成白开水就行

想要减少自来水中的微塑料？把它变成白开水就行将富含钙的自来水煮沸并过滤，可以去除近90%的纳米和微塑料，为减少塑料消耗和减轻环境污染提供了一种简单、经济高效的解决方案。这种方法对硬水和软水都有效，突出了其作为一种广泛方法来净化饮用水中塑料污染物的潜力。资料来源：EddyZeng据美国化学学会《环境科学与技术通讯》（ACS'EnvironmentalScience&TechnologyLetters）报道，将含钙自来水煮沸并过滤，有助于去除其中近90%的纳米塑料和微塑料。纳米塑料和微塑料（NMPs）对水源的污染已变得越来越普遍，它们的直径可以小到千分之一毫米，也可以大到5毫米。尽管目前的研究表明，摄入这些微粒可能会影响肠道微生物组，但这些微粒对人体健康的影响仍在调查之中。一些先进的饮用水过滤系统可以捕捉到NMP，但要大幅减少人类的塑料消耗，还需要简单、廉价的方法。因此，ZhanjunLi、EddyZeng及其同事想知道煮沸是否是一种有效的方法，可以帮助去除硬水和软水中的NMP。关于沸水去除塑料的研究成果研究人员收集了中国广州的硬自来水样本，并在其中添加了不同量的NMP。样品煮沸五分钟后冷却。然后，研究小组测量了自由浮动塑料的含量。沸腾的硬水中含有丰富的矿物质，会自然形成一种被称为水垢或碳酸钙（CaCO3）的白垩物质。这些实验结果表明，随着水温的升高，CaCO3会形成沉积物或结晶结构，将塑料微粒包裹起来。Zeng说，随着时间的推移，这些沉积物会像典型的水垢一样堆积起来，这时可以将它们擦洗掉，以去除NMP。他建议，将水倒入一个简单的过滤器（如咖啡过滤器）中，就可以去除漂浮在水中的任何剩余的结壳物质。在不同水质中的功效在测试中，封装效果在较硬的水中更为明显--在每升水中含有300毫克CaCO3的样品中，煮沸后多达90%的自由浮动MNPs被去除。不过，即使在软水样本（每升CaCO3少于60毫克）中，煮沸仍能去除约25%的NMP。研究人员表示，这项工作可以提供一种简单而有效的方法来减少NMP的消耗。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422013.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422013.htm

研究：水母黏液可去除水中微塑料

研究：水母黏液可去除水中微塑料研究发现，水母粘液可在水中去除65%至90%的微塑料等污染物质，为解决塑料污染增添助力。新华社报道，这项于上星期六（4月15日）发表在国际学术期刊《整体环境科学》（ScienceofTheTotalEnvironment）杂志上的研究，是由以色列布劳德工程学院研究团队领导。研究员发现，从一些水母中提取的黏液可在水中“捕获”微小颗粒并加速其沉淀，从而较为高效地去除微塑料等污染物质。此外，水母粘液去除微塑料的效果比水处理剂氯化铁（FeCl3）和活性炭过滤器（PAC）来得好。领衔研究的以色列布劳德工程学院教授萨巴赫（IsamSabbah）发声明说，研究表明一些水母黏液中含有一种糖蛋白，这种糖蛋白可吸附大小为100纳米至2000纳米的颗粒，使微小的纳米级颗粒立即沉降，从而去除水体中的微塑料成分。根据声明，该研究为欧盟GoJelly海洋微塑料研究项目的一部分，这一项目旨在寻找针对塑料污染的解决方案，利用胶质成分来攻克微塑料污染问题。研究人员计划将最新研究结果投入实际应用，如研发用于废水处理的生物过滤器，以减少进入土壤和海洋的纳米级微塑料。微塑料指直径小于5毫米的塑料颗粒，它们在海洋中的累积会污染生态系统。美国研究人员综合多年观测数据发现，自2005年以来，全球海洋中的微塑料污染物数量快速增长，目前可能共有超过230万吨微塑料漂浮在表层海水中。

科学家利用超声波引导微泡机器人穿过复杂的脑血管

科学家利用超声波引导微泡机器人穿过复杂的脑血管我们的大脑中有超过404英里（650公里）长的血管。纳米技术的进步使得微型机器人得以发展，它们可以通过这些微小复杂的路径进入以前无法进入的区域，提供精确的药物输送，并进行微创手术。考虑到血管网络的复杂性和遇到的血流压力，需要一种引导微型机器人的方法。利用磁场引导微机器人穿过大脑血管可实现精确操作，但由于微机器人必须具有磁性，因此限制了它们的生物降解性。现在，苏黎世联邦理工学院、苏黎世大学和苏黎世大学医院的研究人员合作开发出了微载体--涂有脂质的充满气体的微气泡--可以利用超声波在小鼠大脑狭窄而复杂的血管中导航。该研究的通讯作者之一丹尼尔-艾哈迈德（DanielAhmed）说："超声波除了在医学领域广泛应用外，还具有安全和深入人体的特点。"这些小而光滑、充满气体的微气泡直径在1.1至1.4微米之间，由目前用于超声成像的一种荧光造影剂制成。随着时间的推移，它们会在体内溶解，其脂质外壳由与生物细胞膜相同的物质制成。声学微型机器人导航与实时光学成像相结合DelCampoFonseca等人的研究发现，微型机器人可以在体内长期溶解，其脂质外壳由与生物细胞膜相同的物质制成。研究人员将微气泡注入小鼠体内，使其在动物血液中循环。显微镜可对机器人进行实时成像。研究人员在小鼠头部外侧安装了多达四个超声波传感器，发现微机器人对声波的反应是自我组装成群，并沿着脑血管导航。这些机器人通过调整每个传感器的输出来进行引导，速度最高可达1.5微米/秒，并成功地逆向移动，血流速度最高可达10毫米/秒。研究结果表明，声学微型机械臂可在体内生理条件下工作。研究人员分析了超声驱动后的脑组织，发现微机器人既没有破坏血管内壁，也没有造成神经细胞死亡。用一种已在使用的物质制造微气泡有其优势。艾哈迈德说："由于这些气泡或囊泡已获准用于人体，因此与目前正在开发的其他类型的微载体相比，我们的技术很可能更快地获得批准并用于人体治疗。"现在，他们已经证明了他们的微型机器人可以在小鼠脑血管中导航，研究人员的下一步是在微泡外壳外面附着药物分子。如果成功，这种由超声波激活的微载体就有可能用于治疗癌症、中风和心理疾病。该研究发表在《自然-通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402929.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402929.htm

无痛贴片使用超声波穿透皮肤传递药物

无痛贴片使用超声波穿透皮肤传递药物该团队将这一系统称为"可塑型超声透析贴片"（cUSP），它包含在一种粘附在佩戴者皮肤上的水凝胶中。补丁内有四个换能器，通过铜线连接以导电。每个换能器上方都有一个空腔，里面有溶解在液体中的药物分子，当换能器接受电源时，它们会振动并在液体中产生气泡。这反过来又产生了液体的微射流，射穿了坚韧的皮肤外层。图示新的超声给药贴片的不同层次和组成部分研究人员在猪的皮肤样本上测试了该系统，试验传递一种叫做烟酰胺的维生素B，它在许多防晒霜和保湿剂中使用。他们发现，cUSP能够通过皮肤输送的药物分子比没有超声波帮助的贴片多26倍。他们还将其与另一种新兴的无痛给药方法--微针贴片进行了比较，微针贴片含有微小的冻干药物钉子，可以穿透皮肤并溶解。超声波贴片能够在30分钟内交付其有效载荷的烟酰胺，而微针贴片则需要6个小时才能交付相同的数量。研究人员说，这种技术对于输送药物治疗皮肤病，如烧伤、皮肤癌或衰老症状特别有用。随着更多的改进，该系统可以将有效载荷送入更深的地方以到达血液，如芬太尼，或胰岛素或黄体酮等激素。它甚至可能最终帮助无痛地涂抹纹身。该研究的高级作者CananDagdeviren说："该系统提供的易用性和高重复性为患有皮肤病和皮肤早衰的患者和消费者提供了一个改变游戏规则的选择。以这种方式递送药物可以提供较少的全身毒性，并且更加局部、舒适和可控。"这项研究发表在《先进材料》杂志上。该团队在下面的视频中描述了这项工作。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356353.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356353.htm