Korallreven verkar inte ta en paus. Stigande temperaturer orsakar inte bara förödelse för deras miljö, men nya bevis tyder på att en viss solskyddskomponent i många lotioner som kan hjälpa till att skydda människor från att utveckla hudcancer är en koralldödare. Nu, Forskare har utvecklat en biologiskt nedbrytbar pärla som kan suga upp solskyddsingrediensen, oxybenzon, som en törstig havssvamp. De hoppas kunna använda medlet för att rensa upp havsvatten vid stränder.
Forskarna presenterar sitt arbete i dag vid det 254:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS). ACS, världens största vetenskapliga sällskap, håller mötet här till och med torsdag. Den har nästan 9, 400 presentationer om ett brett spektrum av vetenskapliga ämnen.
"Korallblekning med oxybenzon är ett svårt problem, men inte en omöjlig sådan, "säger Felix R. Roman, Ph.D. "Våra magnetitnanopartiklar är magnetiska, och vi kan göra dem specifika för en viss förorening - i detta fall oxibenson - genom att förändra ytkemin hos dessa partiklar. Men du vill inte släppa ut lösa nanopartiklar i miljön, så vi kapslar in dem i en matris som är miljövänlig och billig. Tanken är att om du dumpar den i vatten, du kan dra ut den med en magnet." Genom att kontrollera förhållandet alginat/kitosan, han säger att de kan få dessa magnetiska nanobiokompositer att flyta eller sjunka för ökad flexibilitet i avlägsnandet av föroreningar.
Pärlornas matris består av material som är bekanta för havet:alginat, som kommer från alger, och kitosan, som är en restprodukt från fisk. Inuti denna gelatinösa matris finns de magnetiska nanopartiklarna. Nanopartiklarnas magnetiska kärna är gjord av järnoxid och är belagd med natriumoleat. För att komma på en strategi för att öka nanopartiklarnas affinitet för oxybenzon, forskarna, som är vid University of Puerto Rico, Mayaguez, analyserade molekylens kemiska egenskaper. "Oxybenzon är lösligt i vatten och kan vätebinda, så det kommer att ha bra interaktioner med hydroxylfunktionella grupper, " säger Roman. "Så vi ville öka hydroxylfunktionella grupper på ytan av nanopartikeln." För att göra det, forskarna oxiderade natriumoleatet.
Sedan kom den roliga delen:Forskarna begav sig till en lokal strand för att testa pärlorna. En student i Romans laboratorium, Ana Zapata, sladdade sig i oxybenzone -innehållande solskydd och klev ut i havet. "Du kunde se solskyddet läcka ut i vattnet, så jag samlade det vattnet för analys tillbaka i labbet, "säger hon. Där, Zapata körde kromatografiexperiment på provet och fann en oxybenzonkoncentration på 1,3 delar per miljon (ppm) inom 10 minuter efter exponeringen. "Det är väldigt högt, " hon säger, eftersom koncentrationer av endast delar per miljard kan vara tillräckligt för att negativt påverka koraller.
Nästa, forskarna lade till sina pärlor till provet. "Vi samlade in havsvattenprover och spetsade dem med oxybenzon vid 30 ppm, och inom en timme, vi tog bort 95 procent av föreningen, " säger Roman. "Det är en ganska snabb process." Kontrollexperiment visade ingen förändring i oxybenzonkoncentrationer utan pärlor närvarande.
I deras nästa uppsättning experiment, Romans team – som också inkluderar doktoranden Victor Fernandez, Studentstudenten Gabriela Cruet och samarbetspartnern Oscar Perales-Perez – kommer att bege sig till en saltvattenspool. Gruppen har för avsikt att låta ett gäng volontärer klä sig i solskydd och simma runt en stund. Sedan, forskarna kommer att lägga till pärlor och se hur lång tid det tar att ta bort oxybenzon från poolen. "Vi kanske måste köra experimentet ett antal gånger med olika mängder pärlor, " säger Roman. Han tillägger att, någon dag i framtiden, folk skulle sannolikt släpa ett nät fullt av dessa magnetiska nanobiokompositpärlor med en båt för att hjälpa till att ta bort målföroreningar, särskilt i områden nära känsliga korallrev.
