Penyelidik di Universiti RMIT telah membangunkan bahan magnet yang boleh diguna semula yang menyingkirkan lebih daripada 95 peratus mikroplastik dan nanoplastik daripada air sisa dalam masa kira-kira satu jam. Bahan ini juga menangkap pelbagai bahan cemar lain, termasuk bahan per- dan polifluoroalkil, logam berat dan farmaseutikal. Diterbitkan dalam Jurnal Kejuruteraan Kimia, kajian ini melanjutkan kerja yang pertama kali dilaporkan oleh pasukan pada tahun 2022.
Skala masalah mikroplastik telah didokumentasikan dengan baik. Zarah plastik kini muncul dalam air minuman, rantai makanan dan aliran darah manusia di seluruh dunia. Nanoplastik, yang berukuran di bawah satu mikrometer, terbukti amat sukar untuk ditangani pada skala yang besar. Tiada kaedah penyingkiran berskala besar yang ditetapkan pada masa ini untuk zarah dalam julat saiz tersebut.
Apa yang Dilakukan oleh Bahan tersebut
Penyerap tersebut telah menyingkirkan zarah sekecil 30 nanometer dalam ujian makmal. Itulah julat saiz yang sebahagian besarnya tidak dapat ditangani oleh sistem penapisan konvensional. Sekitar 80 peratus bahan cemar telah dibersihkan dalam tempoh 15 minit pertama rawatan. Kelajuan itu penting kerana kebanyakan loji rawatan perbandaran beroperasi pada kitaran masa yang ketat.
Bahan tersebut berfungsi merentasi beberapa jenis plastik biasa, termasuk polietilena, polipropilena dan poliester. Ia kekal berkesan dalam air tawar dan air masin. Selain plastik, para penyelidik mencatatkan kadar penyingkiran merkuri, kromium, kuprum, pewarna sintetik dan ibuprofen yang tinggi.
Profesor Nicky Eshtiaghi dari RMIT menyifatkan penangkapan nanoplastik sebagai langkah ke hadapan yang kritikal. “Masih tiada penyelesaian berskala besar yang mantap untuk menyingkirkannya,” katanya. Penulis pertama Dr Muhammad Haris berkata bahan itu direka khusus untuk menyingkirkan mikro dan nanoplastik dengan cepat.
Pengujian Perindustrian dan Pemulihan Magnetik
Pasukan itu menguji teknologi tersebut dalam air sisa dobi industri, sumber pencemaran gentian sintetik yang ketara. Bahan tersebut menyingkirkan lebih daripada 88 peratus gentian mikro dan pewarna poliester, walaupun terdapat surfaktan dan bahan organik di dalam air. Itu adalah hasil yang bermakna. Efluen dobi adalah kompleks secara kimia, dan banyak pendekatan rawatan merosot prestasinya di bawah keadaan tersebut.
Satu sistem prototaip, yang dibangunkan dengan One Eye Industries di Kanada, menunjukkan bahawa penjerap boleh diasingkan secara magnet daripada air dan dipulihkan dengan cepat selepas setiap penggunaan. Pemulihan magnet menangani halangan utama kepada penggunaan komersial. Jika bahan tidak dapat diambil dan digunakan semula dengan cekap, kos operasi menjadi sangat tinggi pada skala yang besar.
Proses pengeluaran juga telah bertambah baik secara material. Pasukan ini kini menghasilkan bahan pada suhu bilik menggunakan input yang lebih mahal. Para penyelidik mengatakan kos pengeluaran adalah kira-kira 75 peratus lebih rendah daripada versi terdahulu. Bahan ini boleh digunakan semula beberapa kali.
Laluan Komersial dan Konteks Kawal Selia
RMIT telah memulakan perbincangan komersial awal dengan Fire and Test Australasia, sebuah syarikat milik Orang Asli yang berpangkalan di Geelong, Victoria. Kerjasama ini menyasarkan rawatan air hujan dan air sisa, termasuk aplikasi berskala komuniti. Para penyelidik juga bekerjasama dengan Star Water Group, yang pelanggannya termasuk pengendali di pasaran Amerika Syarikat.
Tumpuan AS itu membawa logik tertentu. Pengawal selia Amerika telah mengetatkan piawaian ke atas mikroplastik dan PFAS dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Permintaan untuk pilihan rawatan lanjutan semakin meningkat dalam kalangan pengendali perbandaran dan perindustrian di bawah tekanan untuk mematuhi had baharu. Gabungan prestasi penangkapan yang tinggi dan pemulihan magnet kos rendah memberikan pendekatan ini kes komersial yang munasabah dalam persekitaran tersebut.
Teknologi ini juga berpotensi dalam sistem terdesentralisasi. Banyak wilayah kekurangan akses kepada infrastruktur rawatan berskala besar. Bahan yang berfungsi dengan cepat, pulih dengan bersih dan boleh dihasilkan pada kos yang lebih rendah boleh memberi perkhidmatan kepada komuniti yang lebih kecil dan kawasan terpencil di mana loji konvensional tidak praktikal.
Di Mana Ini Berdiri
Keputusan yang diterbitkan setakat ini datangnya daripada ujian makmal dan prototaip. Peralihan daripada prestasi makmal kepada penggunaan perbandaran atau perindustrian berskala penuh melibatkan satu set cabaran kejuruteraan dan kawal selia yang berbeza. Para penyelidik telah mengakui bahawa rakan kongsi komersial sedang menilai persoalan tersebut sekarang.
Pencemaran plastik dan pencemaran kimia berterusan semakin bertindih sebagai kebimbangan pengawalseliaan dan pelabur. Utiliti, pengeluar tekstil dan pengguna air perindustrian menghadapi tekanan yang semakin meningkat untuk menunjukkan strategi rawatan yang boleh dipercayai. Bahan yang menangani mikroplastik, nanoplastik, logam berat dan PFAS secara serentak dan melakukannya dalam jangka masa rawatan yang sebenarnya boleh digunakan oleh pengendali akan mempunyai kebolehgunaan yang luas merentasi sektor jika prestasi skala lapangan sepadan dengan data makmal.
