Polovodivé světlem excitované fotokatalytické mikročástice z vanadičnanu bismutitého lze využívat k rozkladu mikroplastů, kterých je všude kolem plno. Jde o zajímavou metodu, jejíž potenciál je třeba nejprve prověřit v mnoha terénních studiích. Jako mikroplasty označujeme částice plastů mezi 100 nanometry a 5 milimetry, které zamořují vodu, půdu i vzduch. Do prostředí unikají zejména při otěru pneumatik a praní oděvů. Mikroplasty za tím účelem přímo vyrobené se přidávají do barev nebo kosmetiky pro zlepšení viskozity, vzhledu či jako abrazivum. I když jejich role v životním prostředí není zdaleka prozkoumána a pochopena, je jisté, že se rozkládají velmi pomalu. Jejich rozklad výrazně urychlí zmíněné mikrometrové částice hvězdicovitého tvaru z vanadičnanu bismutitého BiVO₄. Na světle produkují reaktivní molekuly, které rozkládají organické sloučeniny, tedy i plasty. Mikročástice rozkládají mikroplasty podobně jako komerčně dostupné nanočástice oxidu titaničitého TiO₂, které najdeme v nátěrech pro čištění vzduchu.

Zmíněné mikročástice vznikají srážením z vodného roztoku při působení ultrazvukem. V ethanolu se na jejich povrch přichytí částice z magnetického oxidu železnato-železitého Fe₃O₄. Tím je protiplastová mikročástice hotova a můžeme s ní vyrazit proti mikroplastům. Nejlépe rozkládají polymléčnou kyselinu a polykaprolakton kvůli hydrofilnímu povrchu. Vodoodpudivý povrch polyethylentereftalátu nebo polypropylenu fotokatalytický rozklad zpomaluje. V testovaných vzorcích během týdne ubyla 3 % prvních dvou jmenovaných plastů, zatímco druhých dvou, hydrofobních, jen jedno procento. Nezdá se to jako rychlý úbytek, ale fotokatalytické mikročástice na sluníčku pracují zcela samostatně. Mikročástice rozkládají mikroplasty, přičemž silně nahlodávají jejich povrch, čímž urychlují další samovolný rozklad. Chemické struktury rozkládaných plastů najdeme na obrázku nahoře.

Omezené nasazení

Nasazení asi zůstane omezena na uzavřené nádrže. Kdybychom je nechali volně v přírodě osudu, plasty bychom odstranili a nahradili těžkými kovy bismutem a vanadem. Magnetický Fe₃O₄ umožňuje odstranění pomoci magnetů, ale protahování silných magnetů koryty řek nebo přehradními nádržemi či dokonce moři je představa poněkud fantaskní.

Seyyed Mohsen Beladi-Mousavi, et al., A Maze in Plastic Wastes: Autonomous Motile Photocatalytic Microrobots against Microplastics, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 21, 25102–25110, https://doi.org/10.1021/acsami.1c04559