CYL688.VIP 仿生磁性机器东谈主高效去除水体中纳米塑料颗粒的盘问

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2024年12月31，广东工业大学环境与生态工程学院蔡燕鹏熏陶团队以《Efficient and stable extraction of nano-sized plastic particles enabled by bio-inspired magnetic “robots” in water》，为题发表在《Environmental Pollution》期刊上。本文盘问了一种基于仿生磁性“机器东谈主”的高效富厚提真金不怕火水中纳米塑料颗粒的体式。

跟着塑料成品的平凡使用，微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）在水体中的混浊问题日益严重。微塑料是指尺寸小于5毫米的塑料颗粒，而纳米塑料则是指尺寸小于1000纳米的塑料颗粒。这些塑料颗粒由于其强疏水性、高比名义积和复杂的名义特质，容易吸附混浊物和无益微生物，进而通过食品链插足生物体，对生态系统和东谈主类健康组成严重威迫。盘问标明，纳米塑料对水生生物的助长和衍生具有负面影响，致使可能通过胃肠谈和呼吸系统插足东谈主体细胞。因此，若何有用去除水体中的纳米塑料成为了面前环境科学领域的一个迫切课题。现存的吸附材料在去除纳米塑料方面存在诸多挑战，如比名义积有限、吸附位点不及等。此外，纳米塑料的布朗通顺和复杂的名义互相作用也增多了去除难度。为此，盘问东谈主员从当然界中摄取灵感，贪图了一种仿生多层结构的磁性材料，以普及对纳米塑料的吸附遵循。

本盘问聘用了一种合理贪图的战略，通过仿制海胆的伸缩管足通顺和捕食机制，彩娱乐专线贪图了Fe3O4磁性机器东谈主（MagRobots）的海胆状结构，以惩办从水体中去除纳米塑料（NPs）的关键问题。MagRobots的私有结构省略符合NPs的尺寸和名义互相作用，从而扫尾了高效的NPs去除（99%），尤其是在去除水中的聚苯乙烯（PS）纳米颗粒时施展出色，吸附容量达到594.3 mg/g，比未经结构贪图的磁性Fe3O4普及了3300%。通过密度泛函表面（DFT）模子和吸附践诺进一步分析了吸附经过，发现其驱能源为静电互相作用。MagRobots在四次轮回践诺中保握了高达328 mg/g的吸附容量，并在自然水体中施展出接近400 mg/g的高容量吸附。践诺罢休考证了MagRobots在模拟和信得过水体条目下的优异吸附性能、再生后果和环境富厚性。这种高明的结构战略为建筑用于废水处理的高效磁性多孔材料提供了有价值的视角，并有望期骗于本体水生生态系统中的NPs处理。

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图 1：（a）MagRobots 的合成经过暗意图；（b）MagRobots 吸附 NPs 模子。

图 2. MagRobots 对 NPs 的动态吸附经过（工夫序列：a-d）。

图 3. PS-COOH 吸附在三个氨基位点上的吸附能和静电位。

图 6. MagRobots 的环境富厚性，包括在不同 pH 值（a）、串速（b）、离子类型（c）、NPs 尺寸（d）、不同环境水类型（e）和轮回（f）下的吸附智商。

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Cai, Y., Zheng, B., Lin, X., You, X., Jia, Q., & Xue, N. (2025). Efficient and stable extraction of nano-sized plastic particles enabled by bio-inspired magnetic “robots” in water. *Environmental Pollution, 368*, 125501. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125501

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