導(dǎo)讀：

          近日，東南大學(xué)蘇宇老師團(tuán)隊(duì)和合作者利用非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage研究發(fā)現(xiàn)清潔海綿在擦除頑固污漬受磨損時(shí)，每月可釋放1.55萬(wàn)億微塑料，這些微塑料可能會(huì)污染環(huán)境進(jìn)入食物鏈。該成果以“Mechanochemical Formation of Poly(melamine-formaldehyde) Microplastic Fibers During Abrasion of Cleaning Sponges”為題，發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域高水平期刊《Environmental science technology》上。

         文中使用的非接觸式亞微米紅外拉曼同步光譜顯微系統(tǒng)-mIRage，因其500 nm空間分辨率、不因顆粒尺寸變化而發(fā)生散射且無(wú)需接觸測(cè)量對(duì)樣品無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，為本研究提供了關(guān)鍵性技術(shù)支持。

研究概述：

           微塑料（MPs）是指小于5 毫米的塑料顆粒，與常見(jiàn)的塑料袋和飲料瓶等塑料制品不同，微塑料常常難以用肉眼觀察，而其***旦釋放到環(huán)境中，就可能會(huì)進(jìn)入食物鏈，對(duì)人體造成未知的健康風(fēng)險(xiǎn)。

           日常使用的清潔海綿由三聚氰胺和甲醛的聚合物制成，在使用過(guò)程中，會(huì)磨損產(chǎn)生環(huán)境微塑料纖維（MPFs）。蘇宇老師和其合作者購(gòu)買(mǎi)了三個(gè)知名品牌的清潔海綿，反復(fù)在不同粗糙度的金屬表面摩擦，通過(guò)非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage等多種技術(shù)手段表征了海綿的結(jié)構(gòu)組成和釋放的MPF。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海綿的密度對(duì)微塑料釋放有顯著的影響，密度越大，微塑料纖維的釋放量越少。

實(shí)驗(yàn)詳情：

         研究團(tuán)隊(duì)使用基于O-PTIR基于光學(xué)光熱紅外全新技術(shù)的非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage觀察了磨損海綿釋放的MPF（直徑為7.4 ± 1.2 μm）上的原始聚合物分子結(jié)構(gòu)的變化。獲得了亞微米尺度下聚合物的組成和微結(jié)構(gòu)參數(shù)。

        O-PTIR光譜點(diǎn)1 - 4與未磨損海綿的O-PTIR光譜不同。海綿的碳氮雙譜帶（1558和1506 cm?1）在MPFs（范圍從1600到1456 cm?1）中表現(xiàn)出增寬，相對(duì)強(qiáng)度略有變化。MPF上1340 cm?1（芳基C-N帶）與1558 cm?1（C-N帶）的吸收強(qiáng)度之比增加或減少。此外，在磨損海綿的洗滌沃茨中檢測(cè)到較小的微塑料碎片（3 - 10 μm）（圖e），其O-PTIR光譜（圖d，點(diǎn)5和6）與長(zhǎng)I型MPF（圖d，點(diǎn)1）相似。摩擦熱不會(huì)導(dǎo)致MPF上的聚合物分解，因?yàn)楹＞d磨損期間金屬表面的溫度升高（從21.5 ° C至24.9 °C）低于三聚氰胺熱解引發(fā)的閾值（379?387°C。然而，在海綿中存在水和甲醛殘留物的情況下，機(jī)械能可能通過(guò)縮醛胺基團(tuán)（? NH-CH2-NH-）和羥甲基基團(tuán)（? NH-CH2-OH）之間的交替水解和縮合反應(yīng)，誘導(dǎo)破壞或形成三聚氰胺-三聚氰胺交聯(lián)。

        從磨損海綿中釋放的微塑料圖示。其中 (a)為沉積的海綿磨損顆粒的全景和局部投影圖像。(b) 和（c）為S1-S3樣品的放大圖像（I、II和III型MPF），S4-S6的反射光圖像。(d) c和e中位置1 - 6的歸***化O-PTIR紅外光熱光譜。(e)從磨損海綿釋放的小微塑料碎片（直徑5.8和8.3 μm）的投影、反射光、可見(jiàn)激光和OPTIR光熱紅外光譜圖（1340 cm?1，芳基C-N吸收帶）。

基于O-PTIR技術(shù)的mIRage產(chǎn)品：

革命性的非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage，采用光熱誘導(dǎo)共振技術(shù)（O-PTIR），突破了傳統(tǒng)紅外光譜衍射極限，空間分辨率可達(dá)500 nm且無(wú)散射偽影。創(chuàng)新性的技術(shù)使其具備了以下優(yōu)異的科研***別分析優(yōu)勢(shì)：

? 500nm左右的空間分辨率，無(wú)散射偽影；

? 基本無(wú)需樣品前處理，樣品即放即測(cè)；

? 光源“探針”對(duì)樣品無(wú)污染、無(wú)損傷；

? 可分析固體、液體等多物態(tài)樣品；

? 同時(shí)、同位置紅外、拉曼光譜共表征，提供相互佐證的分析結(jié)果；

? 光譜表征、光學(xué)成像共表征，提供多維度科研分析信息；

? 微塑料顆粒分析功能，自動(dòng)搜索微塑料顆粒、自動(dòng)測(cè)量微塑料顆粒尺寸、自動(dòng)微塑料光譜表征。

非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage

樣機(jī)體驗(yàn)

(文章來(lái)源于儀器網(wǎng))