Sebastian Maks
26 augustus 2024, 10:00

In één minuut van schadelijke microplastics naar sterke en lichte bouwstof

Australische wetenschappers zijn erin geslaagd microplastics om te zetten in grafeen, een bouwstof die meerdere nuttige toepassingen heeft. De techniek zou een gedeeltelijke oplossing kunnen zijn voor het almaar groeiende probleem van plasticafval dat anders eindeloos in de natuur blijft zwerven.

Getty Images 1406779439 Binnen één minuut konden de wetenschappers 30 milligram microplastics omzetten naar 5 milligram grafeen. | Credits: Getty Images

Grafeen is een materiaal dat harder is dan diamant, vele malen sterker dan staal en vijf keer lichter dan aluminium. Het is een relatief ‘nieuwe’ bouwstof. Pas in dit millennium lukte het twee wetenschappers, Andre Geim en Konstantin Novoselov, om grafeen te isoleren en het gebruik ervan te demonstreren. Daarvoor wonnen ze in 2010 de Nobelprijs voor Natuurkunde. Het aantal toepassingen is groot; van moderne elektriciteitsnetten, tot beschermende coatings en waterzuiveringsinstallaties.

Elektromagnetische straling

Nu is het andere wetenschappers, verbonden aan de James Cook University, gelukt om grafeen te maken van minuscule deeltjes plastic, ook wel microplastics genoemd. Daarvoor gebruikten ze ‘Atmospheric Pressure Microwave Plasma’ (APMP), een techniek waarbij materialen met elektromagnetische straling onder druk worden gebracht. Bij wijze van proef vergruisden ze eerst plastic waterflesjes, die ze vervolgens met behulp van APMP in grafeen omzetten.

Als alleen dat al niet indrukwekkend is, dan is de snelheid waarmee ze dat deden het wel. Binnen maar liefst één minuut konden de wetenschappers 30 milligram microplastics omzetten naar 5 milligram grafeen. “Deze productiesnelheid is opmerkelijk hoger dan voorheen en biedt een eenvoudiger, milieuvriendelijker alternatief voor de huidige technieken (om grafeen te maken, red.)”, aldus
Adeel Zafar, een van de onderzoekers. Onderzoeker Mohan Jacob voegde daaraan toe: “Het onderzoek is niet alleen een nieuwe benadering van grafeen-synthese, maar draagt ook bij aan het bredere doel om de nadelige effecten van vervuiling op onze ecosystemen te verminderen.”

Schadelijke plastics

We leren steeds meer over microplastics en de schade die ze kunnen aanrichten. Microplastics komen voort uit verschillende bronnen waar mensen en dieren dagelijks mee in aanraking komen. En ze worden op steeds meer plekken gevonden. Zo troffen wetenschappers microplastics in menselijk hartweefsel aan en in menselijke placenta’s. Ook vissen en vogels krijgen microplastics binnen waardoor hun verteringssysteem in de war raakt. Greenpeace meldt dat hierdoor het voortbestaan van 700 diersoorten wordt bedreigd.

Lees ook:

Opmerkelijk: waterstof op de maan kan bron zijn voor water en andere bouwmaterialen

Sinds enkele jaren weten we dat er water op de maan is, opgeslagen in de vorm van ijs op de noord- en zuidpool van het hemellichaam. Maar ook buiten de polen vonden wetenschappers van NASA in 2020 kraters waar bevroren water opgeslagen ligt. Het feit dat ijs op relatief eenvoudig te bereiken plekken werd aangetroffen, gaf de wetenschappers hoop dat deze voorraden ooit gebruikt konden worden als bron van drinkwater voor toekomstige bemande maanmissies. Water maken met maanwaterstof Wetenschappers uit China hebben nu een manier gevonden om ook daadwerkelijk water te winnen uit maangrond. Met hun techniek – vooralsnog natuurlijk een papieren werkelijkheid – kan uit een ton maangrond 50 liter water gewonnen worden. Dit deden de onderzoekers door maangrond dat waterstof bevat extreem te verhitten. Dit betekent dat de maan in potentie een brandstof- en waterbron kan zijn voor allerlei onderzoeken die op de maan gaan plaatsvinden. 100 halve liter flesjes De ontdekkingen zijn het resultaat van onderzoek naar maangrond die in 2020 met de Chang’e-5-ruimtesonde naar de aarde werd gebracht. Deze maangrond, genaamd regoliet, werd verhit tot meer dan 900 graden Celsius. Het gevolg was dat een gram gesmolten maangesteente 51 tot 76 milligram water opleverde. Een onderzoeker berekende op die manier dat een ton maangrond maar liefst honderd halve liter flesjes water kan opleveren; genoeg om vijftig mensen een dag van drinkwater te voorzien. Het team ontdekte verder dat sommige mineralen in de maanbodem meer waterstof bevatten dan andere. Met name het mineraal ilmeniet is rijk aan waterstof als gevolg van miljarden jaren blootstelling aan zonnewind. Bouwmaterialen voor maanbasis De chemische reactie die volgt na de verhitting van maangrond levert niet alleen water op, maar ook ijzer en glas. Volgens de onderzoekers kunnen deze grondstoffen ook weer gebruikt worden als bouwmateriaal voor een eventuele maanbasis. "Onze bevindingen laten zien dat de waterstof die wordt vastgehouden in maanregoliet een belangrijke hulpbron is voor het verkrijgen van waterstof op de maan. Dit kan nuttig zijn voor het opzetten van een wetenschappelijk onderzoeksstation op de maan", zeggen de onderzoekers. Lees ook: Opmerkelijk: kernfusie met mayonaiseOpmerkelijk: vaccinatie vermindert de methaanuitstoot van koeienOpmerkelijk: een zomerse rosé van tafeldruiven die normaal al in de prullenbak zouden liggen