Koraalriffen lijken geen pauze te kunnen nemen. Niet alleen veroorzaken stijgende temperaturen grote schade aan hun omgeving, maar opkomend bewijs suggereert dat een bepaalde sunblock-component in veel lotions die mensen kan helpen beschermen tegen het ontwikkelen van huidkanker, een koraaldoder is. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een biologisch afbreekbare kraal ontwikkeld die het ingrediënt sunblock kan opnemen, oxybenzone, als een dorstige zeespons. Ze hopen het middel te gebruiken om zeewater op stranden op te ruimen.

De onderzoekers presenteren hun werk vandaag op de 254e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS). ACS, 's werelds grootste wetenschappelijke vereniging, houdt de vergadering hier tot en met donderdag. Het beschikt over bijna 9, 400 presentaties over een breed scala aan wetenschappelijke onderwerpen.

"Koraalverbleking door oxybenzone is een moeilijk probleem, maar niet onmogelijk, " zegt Felix R. Roman, doctoraat "Onze magnetiet-nanodeeltjes zijn magnetisch, en we kunnen ze specifiek maken voor een bepaalde verontreinigende stof - in dit geval oxybenzone - door de oppervlaktechemie van deze deeltjes te veranderen. Maar je wilt geen losse nanodeeltjes in het milieu vrijgeven, dus we kapselen ze in in een matrix die milieuvriendelijk en goedkoop is. Het idee is dat als je het in water dumpt, je kunt het eruit trekken met een magneet." Door de alginaat/chitosan-verhouding te regelen, hij zegt dat ze deze magnetische nanobiocomposieten kunnen laten drijven of zinken voor extra flexibiliteit bij het verwijderen van verontreinigingen.

De matrix van de kralen bestaat uit materialen die bekend zijn in de oceaan:alginaat, die is afgeleid van algen, en chitosan, dat is een afvalproduct van vis. Binnen deze gelatineuze matrix bevinden zich de magnetische nanodeeltjes. De magnetische kern van de nanodeeltjes is gemaakt van ijzeroxide en is omhuld met natriumoleaat. Om een ​​strategie te bedenken om de affiniteit van de nanodeeltjes voor oxybenzone te vergroten, de onderzoekers, die aan de Universiteit van Puerto Rico zijn, Mayaguez, analyseerde de chemische eigenschappen van het molecuul. "Oxybenzone is oplosbaar in water en is in staat tot waterstofbinding, dus het zal goede interacties hebben met functionele hydroxylgroepen, "zegt Roman. "Dus wilden we de functionele hydroxylgroepen op het oppervlak van het nanodeeltje vergroten." de onderzoekers oxideerden het natriumoleaat.

Toen kwam het leuke gedeelte:de onderzoekers gingen naar een plaatselijk strand om de kralen te testen. Een student in het laboratorium van Roman, Ana Zapata, smeerde zich in met oxybenzone-bevattende sunblock en stapte in de oceaan. "Je kon de zonnebrandcrème in het water zien uitlogen, dus ik verzamelde dat water voor analyse in het lab, "zegt ze. Daar, Zapata voerde chromatografie-experimenten uit op het monster en vond een oxybenzoneconcentratie van 1,3 delen per miljoen (ppm) binnen 10 minuten na de blootstelling. "Dat is heel hoog, " ze zegt, omdat concentraties van slechts delen per miljard genoeg kunnen zijn om koraal negatief te beïnvloeden.

Volgende, de onderzoekers voegden hun kralen toe aan het monster. "We verzamelden zeewatermonsters en verrijkten ze met oxybenzone van 30 ppm, en binnen een uur we hebben 95 procent van de verbinding verwijderd, "zegt Roman. "Het is een vrij snel proces." Controle-experimenten toonden geen verandering in oxybenzoneconcentraties zonder aanwezigheid van kralen.

In hun volgende reeks experimenten, Roman's team, waaronder ook de afgestudeerde student Victor Fernandez, student Gabriela Cruet en medewerker Oscar Perales-Perez gaan naar een zoutwaterzwembad. De groep is van plan een stel vrijwilligers zich in zonnebrandcrème te laten smeren en wat rond te zwemmen. Vervolgens, de onderzoekers zullen kralen toevoegen en zien hoe lang het duurt om oxybenzone uit het zwembad te verwijderen. "Misschien moeten we het experiment een aantal keren uitvoeren met verschillende hoeveelheden kralen, " zegt Roman. Hij voegt eraan toe dat, ooit in de toekomst, mensen zouden waarschijnlijk een net vol met deze magnetische nanobiocomposietkorrels met een boot slepen om doelverontreinigingen te verwijderen, vooral in gebieden in de buurt van kwetsbare koraalriffen.