Odkrycie naukowców: Białko jajka w walce z zanieczyszczeniem oceanów

Dzięki innowacyjnym badaniom przeprowadzonym przez naukowców z Princeton Engineering, odkryto niecodzienne zastosowanie białek jajek. Okazuje się, że mogą one służyć do usuwania soli i mikroskopijnych cząstek plastiku z wody morskiej. Badacze wykorzystali ten składnik żywności do stworzenia aerożelu – lekkiego, porowatego tworzywa, które ma potencjał do różnorodnych zastosowań, takich jak filtrowanie wody, magazynowanie energii czy izolacja termiczna i akustyczna.

Ten niebanalny pomysł narodził się w głowie profesora Craiga Arnolda z Princeton, specjalisty od inżynierii mechanicznej i lotniczej oraz prodziekana ds. innowacji. Inspiracją stała się struktura chleba na jego kanapce, która skłoniła go do myślenia o podobnej strukturze potrzebnej do stworzenia aerożelu. Zadanie stworzenia różnych kombinacji chleba i węgla powierzył swojemu zespołowi laboratoryjnemu, mając na celu odtworzenie potrzebnej mu struktury aerożelu.

W wyniku długotrwałych testów polegających na eliminowaniu kolejnych składników, ostatecznie doszli do wniosku, że kluczem do sukcesu są białka jajek. Jak wyjaśnił Arnold: „Rozpoczęliśmy od bardzo skomplikowanego systemu, ale systematycznie go upraszczaliśmy, aż dotarliśmy do sedna problemu. Okazało się, że to białka jajka tworzą struktury, które są dla nas kluczowe”.

Białko jajka to prawie czyste białko. Kiedy jest liofilizowane i podgrzewane do temperatury 900°C w środowisku pozbawionym tlenu, tworzy strukturę złożoną z połączonych włókien węglowych i arkuszy grafenu. Dzięki tej niecodziennej transformacji, jak odkryli Arnold i jego zespół, materiał ten jest w stanie usunąć sól i mikrodrobinki plastiku z wody morskiej z efektywnością dochodzącą do 99 procent.

Pierwszy autor pracy, Sehmus Ozden zauważył ciekawy detal: „Białka jaj działały nawet po usmażeniu na patelni czy ubiciu”. To oznacza, że mogą być łatwo dostępne i wykorzystywane na szeroka skalę. Dodatkowo, eksperymenty pokazały, że również inne białka mogą być skuteczne, co sugeruje możliwość produkcji tego materiału w dużych ilościach, tanio i bez negatywnego wpływu na dostępność żywności.

Obecnie zespół koncentruje się na ulepszaniu procesu produkcyjnego, aby móc wykorzystać go do czyszczenia wody na większą skalę. Jeżeli uda się to osiągnąć, materiał ten przyniesie znaczne korzyści jako tani w produkcji, energooszczędny i skuteczny środek filtrujący. „Nasz materiał jest znacznie lepszy od aktywnego węgla, jednego z najtańszych materiałów stosowanych do oczyszczania wody” – podkreślił Ozden. W porównaniu z odwróconą osmozą, która wymaga dużego zużycia energii i wody, ten proces filtracji działa na zasadzie grawitacji i nie powoduje marnotrawstwa wody.

Wyniki tych przełomowych badań zostały opublikowane w Materials Today.