Учёные выяснили, как образуются нанопластики, чтобы снизить их вред для здоровья и экологии

Влияние морфологии полимера на образование нанопластиков. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58233-3

Исследователи из Университета Теннесси в Ноксвилле изучают микропластики и нанопластики, чтобы понять, как они образуются в окружающей среде, и найти способы уменьшить или даже предотвратить их появление.

Около 75% всего используемого пластика оказывается на свалках или в природе, где распадается на частицы, невидимые глазу. Эти частицы проникают через клеточные мембраны и накапливаются в организмах, потенциально нанося вред водной жизни, растениям и людям.

«Присутствие пластика после его использования проблематично по многим причинам, включая влияние на здоровье человека и окружающую среду», — говорит Марк Дадмун, профессор химии, специализирующийся на науке о полимерах. «Сообщество учёных-полимерщиков находится на передовой борьбы с проблемой микропластиков и поиска решений».

Микропластики (размером от 1 микрона до 5 мм) и нанопластики (от 10 нанометров до 1 микрона) также образуются при механическом истирании — например, при стирке одежды или трении шин об дорогу во время вождения.

Дадмун и его студенты, включая Шелби Уотсон-Сандерс, раскрыли механизм образования нанопластиков. В исследовании, опубликованном этой весной в Nature Communications, они изучили, как полимерные цепи распадаются на нанопластиковые фрагменты, которые сохраняются в окружающей среде.

«Полимеры похожи на тарелку спагетти — их цепи слабо переплетены, — объясняет Дадмун. — Некоторые участки полимерных цепей выстраиваются в упорядоченные кристаллические структуры, придающие материалу прочность».

Эти свойства позволяют создавать такие продукты, как упаковка для молока, бутылки для воды и флаконы для таблеток. Однако именно эти прочные кристаллические участки не разлагаются и превращаются в нанопластики. Около 70% коммерчески используемых материалов имеют такую структуру.

Команда исследовала полипропилен, полиэтилентерефталат (ПЭТ) и полистирол (ПС) — вторые, четвёртые и пятые по объёму производства полимеры в мире. Учёные подвергли их деградации в разных условиях и подтвердили связь между устойчивыми кристаллическими участками и образованием нанопластиков.

«Эти данные показывают, откуда берутся нанопластики, что поможет нам разработать следующее поколение пластиков с меньшим их образованием», — говорит Дадмун.

Дополнительная информация: Nicholas F. Mendez et al, Mechanism of quiescent nanoplastic formation from semicrystalline polymers, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58233-3

Источник: University of Tennessee at Knoxville