从食品包装到玩具再到杂货袋，塑料就存在于各种领域，其使用量每年都在增加。自2017年以来，已经生产了80亿公吨塑料，但其中只有一小部分被回收。四分之三以上的塑料已进入垃圾填埋场或在环境中处理不当。留在环境中的大块塑料随着时间的推移会分解，留下非常小的塑料碎片，人眼看不到。这些被称为纳米塑料和微塑料颗粒。
在淡水和咸水源以及饮用水中都发现了这些微小的塑料颗粒。研究表明，反复接触纳米塑料颗粒对人类和海洋生物都构成健康风险。因此，科学家希望开发可靠的方法来从水源中去除纳米塑料颗粒。
以前用于从水中去除纳米塑料的技术有很多局限性。例如，通过膜过滤水的方法非常慢，膜很容易堵塞。在另一种技术中，盐溶液被添加到水中，这导致塑料颗粒漂浮到表面。然而，这种技术并没有被广泛使用，因为很难收集水面的极小颗粒。
科学家最近开发了一种用铁和氧化合物制成的纳米颗粒从水中去除纳米塑料的方法，称为氧化铁。他们把这些与一种独特的排斥水的材料相结合，称为疏水。疏水器会吸引无法带电的材料，如塑料。
科学家预测，水中的微塑料和纳米塑料颗粒会粘附在涂在疏水中的氧化铁颗粒上。由于氧化铁是一种磁性材料，科学家计划用磁铁从水中去除这些氧化铁颗粒，以及粘附在它们上的微塑料和纳米塑料颗粒。
科学家在高温和高压的炉子中用氯化铁和油酸生产氧化铁纳米颗粒。与之前的研究一样，一半的样品是用氩气制成的，另一半是在空气中制作的，以供比较。他们探索了四种不同的疏水涂层，以确定哪些最能成功吸引塑料。
科学家用高功率显微镜（称为透射电子显微镜）研究了氧化铁颗粒，以确定这些颗粒的形状通常为立方体，尺寸从60到120纳米不等。然后，他们用一种技术检查粒子，该技术将X射线照射在材料上，并收集以不同角度反弹的X射线，称为X射线衍射。这项技术提供了有关样品中原子排列方式的信息，因为氧化铁中原子的排列在其磁性中起着作用。他们发现，空气中产生的样品含有72%的原子排列，使磁力相互平行排列，但氩中产生的样本仅包含40%的对齐力。
接下来，科学家描述了不同涂层排斥了多少水。为此，他们在涂层氧化铁纳米颗粒中覆盖了玻璃晶圆。然后，他们在玻璃表面加了一滴水。他们拍摄了水滴，并使用计算机程序测量了水滴相对于玻璃表面的角度。这个角度越高，涂层就越疏水，因为它排斥了更多的水滴。除一种涂层外，所有涂层的接触角都高于90°，这意味着它会很好地粘附在塑料上。
然后，科学家进行了实验，看看氧化铁纳米颗粒是否真的可以在水中收集微塑性和纳米塑料颗粒。他们在实验室准备了含有小塑料纤维的水样本。他们还从德克萨斯州科珀斯克里斯蒂的Packery Channel收集了环境样本。然后，他们将氧化铁纳米颗粒添加到这些水样本中，并观察了发生的事情。
他们发现，四种不同的疏水涂层中有两种对结合塑料颗粒特别有效。使用小棒状磁铁，他们能够在几分钟内去除氧化铁颗粒和附着的塑料。该实验在淡水和咸水中都有效。
这些科学家已经成功地证明，使用带有疏水涂层的氧化铁纳米颗粒可以快速从水中去除微塑料和纳米塑料污染。然而，这些实验是在实验室里用小水样本和简单的棒磁铁进行的。他们建议，未来的工作应侧重于将研究扩展到更多的水量，例如，通过纳入具有开/关能力的大型电磁铁。
