卵白を環境に優しいフィルターに変え、海水から塩とマイクロプラスチックを除去
プリンストンの研究者らは、卵白から作られた低コストのエアロゲルを開発し、最大99%の効率で海水から塩とマイクロプラスチックをろ過する。この材料は、拡張可能な水浄化とエネルギー貯蔵に有望性を示している。
チームは卵白を使用して軽量で多孔質の材料を作成
プリンストン大学の研究者らは、一般的な朝食食品を、海水から塩とマイクロプラスチックを安価に除去できる新しい材料に変える方法を発見した。
研究者らは卵白を使用してエアロゲルを作成した。これは軽量で多孔質の材料であり、水ろ過、エネルギー貯蔵、防音および断熱など、多くの用途に使用できる。
The research was supported in part by the U.S. National Science Foundation through a grant to the Princeton Center for Complex Materials. The results of the research are published in Materials Today.Sitting in a meeting one day, engineer and lead author Craig Arnold had an idea. "I was sitting there, staring at the bread in my sandwich," said Arnold. "And I thought, this is exactly the kind of structure we need." He asked his lab group to make different bread recipes, mixed with carbon, to see if they could recreate the aerogel structure he was looking for. After much testing, the team found their answer: egg whites. "It was the proteins in the egg whites that were leading to the structures we needed," Arnold said.
卵白はほぼ純粋なタンパク質の複雑なシステムであり、酸素のない環境で凍結乾燥し、900℃に加熱すると、相互接続された炭素繊維の鎖とグラフェンのシートの構造を作り出す。アーノルドと共著者らは、得られた材料が98%の効率で海水から塩を除去し、99%の効率でマイクロプラスチックを除去できることを示した。
他のタンパク質もこの相互接続構造を形成できる可能性があり、それはこの材料が食料供給に影響を与えずに比較的安価に大量生産される可能性があることを意味する。次の段階は、より大規模な水浄化に使用できるよう、製造プロセスを改良することである。
アーノルドは水の純度を「主要な大きな課題」と見なしているが、それが唯一の潜在的な応用ではない。彼はまた、エネルギー貯蔵と断熱に関連する他の用途も探求している。
この研究には、分子レベルで卵白タンパク質の変換メカニズムを特定するのに貢献した化学および生物工学分野の共同研究者たちが参加した。「実験室で何かを作ることは一つのことだ」とArnoldは述べた。「なぜ、どのようにしてそうなるのかを理解することは別のことである。」
Originally published in NSFImage credit: chacper110 / Freepik (thematic illustration).Tags: egg white aerogel, seawater purification, microplastic removal, desalination material, carbon aerogel, graphene filters, Princeton NSF research, water filtration innovation, sustainable materials, protein-based aerogels