بذارید همین اول یه حقیقت تلخ رو یادآوری کنم: پلاستیکا فقط سواحل رو با زباله پر نمیکنن، بلکه آلودگیهایی نامرئی هم تو هوا و خاک و آب پخش میکنن که خیلی سالها باقی میمونن و زندگی ما رو تحت تاثیر قرار میدن. اما خبر خوش اینه که دانشمندا به یه کشف جالب درباره آهن موجود تو طبیعت رسیدن که میتونه امیدی برای پاکسازی این سموم باشه!
ماجرا اینه که یه سری مواد شیمیایی به اسم «OPEs» یا Organophosphate Esters میان به پلاستیکها اضافه میشن تا مثلاً نسوز باشن یا نرمتر شن. این مواد رو تقریباً هرجا فکرش رو بکنی میشه پیدا کرد: تو هوا، خاک، آب، خلاصه همه جا! مشکل اینجاست که OPEها میتونن به عنوان «اندوکرین دیسراپتور» عمل کنن. یعنی چی؟ یعنی با هورمونهای بدن انسان و حیوانات ور میرن و باعث حسابی بهم ریختن کارکرد طبیعی بدن میشن!
حالا یه گروه دانشمند به رهبری پروفسور چوانجیا جیانگ از دانشگاه نانکای، اومدن بررسی کردن ببینن کدوم نوع از «آهنهای природی» یا دقیقتر بگم «نانوکریستالهای اکسید آهن» تو شکستن این آلودگیها تو محیطزیست سریعتر عمل میکنه.
سه مدل نانوکریستال آهن معروف رو برداشتن: گوتایت (Goethite)، آکاکاناییت (Akaganeite) و لپیدوکروسیت (Lepidocrocite). نکته جالب این بود که همهشون میتونن این OPEها رو بشکنن و تجزیهشون رو سرعت بدن، اما سرعتشون فرق میکرد! چیزی که معما رو حل کرد، همون ساختار بلوری شون بود یعنی شکل و ترتیب اتمها تو شبکه کریستالشون.
لپیدوکروسیت تو این آزمایش قهرمان شد و سریعترین کاتالیست بود! یعنی خیلی باحال و تیز این مواد سمی رو تجزیه میکرد. بعدش آکاکاناییت اومد و تهش هم گوتایت. دلیلش هم طبق آزمایشها اینه که لپیدوکروسیت سطح فعالتری داره؛ اصطلاحاً «سایت فعال» بیشتری روی سطحش هست، پس واکنش شیمیایی راحتتر و سریعتر اتفاق میافته. خود دانشمندا میگن سطح اتمهای آهن تو لپیدوکروسیت، میتونن یه میدان الکتریکی قوی درست کنن که الکترونهای فسفر تو این مواد سمی رو مثل آهنربا میکشن. این باعث میشه راحتتر با آب واکنش بدن و ساختارشون بشکنه (واکنش هیدرولیز یعنی شکسته شدن مولکولها با کمک آب).
از اون طرف، آکاکاناییت مواد سمی رو محکمتر جذب میکنه، ولی اونقدر نمیتونه اونا رو تجزیه کنه چون سایتهای فعال کمتری داره.
حالا چیزی که خیلی حال میده بدونیم اینه که آهن توی خاک و رسوبات زمین خیلی زیاده! یعنی این واکنشهای پاکسازی داره تو کل دنیا اتفاق میفته و محیطزیست هم بیصدا داره خودش رو تر و تمیز میکنه. وقتی پلاستیکهای بزرگتر میشکنن و تبدیل به میکروپلاستیک و نانوپلاستیک میشن، این مواد سمی راحتتر آزاد میشن و مستقیم با سطح کریستالهای آهن برخورد میکنن. اینجاست که سرعت تجزیه و حتی میزان سمی بودنشون تحت تاثیر قرار میگیره.
این تحقیق نشون میده که مطالعه این ساختارهای خیلی ریزِ مواد معدنی میتونه کمک کنه بفهمیم آلودگیهای شیمیایی چقدر تو محیط باقی میمونن، یا حتی مواد جدیدی بسازیم که پاکسازی رو تقویت کنن.
البته جیانگ و تیمش هم خودشون اینو میدونن که شرایط واقعی تو دنیای بیرون خیلی پیچیدهتر از آزمایشگاهه! چون مواد آلی، یونها و تغییرات دیگه هم تو محیط هست که میتونن خاصیت پاککنندگی این کریستالها رو تغییر بدن.
در آینده، این محققها میخوان بررسی کنن چجوری همین شرایط دنیای واقعی روی سرعت تجزیه OPEها و مثلاً بقیه آلودگیهای جدید تاثیر میذاره.
پشت این کار، حمایت مالی کلی نهاد بزرگ بوده، از جمله بنیاد علمی ملی چین، اداره علوم تیانجین، و رایس یونیورسیتی! شاید این کشف باعث بشه دانشمندا روشون رو عوض کنن و پاکسازی طبیعت رو با نگاه دقیقتر به بلورهای کوچیک معمولی انجام بدن.
راستی، اگه دوست داشتی بیشتر بدونی، نتایج کامل این تحقیق تو مجله Environmental and Biogeochemical Processes چاپ شده.
منبع: +
