歯磨き粉や洗顔剤などを使っていると、何となくザラザラした感触がすることはありませんか？
実は、そのザラザラ感は、製品中に含まれるマイクロプラスチックに由来するもの。ペースト状の衛生用品に使用されがちなマイクロプラスチックは、家庭の排水口から河川へ流れ込み、やがては海に行き着いて海洋生態系に影響を与えます。結果的に、マイクロプラスチックを蓄積した魚介類を食べる人間の健康にも関わってきます。
しかし今のところ、効率的かつ迅速に水中のマイクロプラスチックを除去する技術は開発されていません。
そんな状況に光をもたらす画期的な手法を発見したのが、18歳のアイルランド人フィオン・フェレイラ君。フェレイラ君はこの発見により、Googleサイエンス・フェア2019のグローバル・サイエンス・コンテストで優勝し、賞金5万ドルを獲得しました。
プラネタリウムの学芸員として働き、3ヶ国語を流暢に話し、オーケストラでトランペットを演奏する、この若き天才の発見とは？
きっかけは学校の授業
マイクロプラスチックが環境に与える問題について知ってからというもの、フェレイラ君は様々な論文を読み漁り解決策を探っていました。そんなある日、フェレイラ君は学校の化学の授業で、同じ電荷（静電気の量）を持つ物体同士が引き寄せられる化学反応について学び、ピンと来ます。非極性（電荷的に中性な分子）植物油は、水中で同じく非極性のマイクロプラスチックを引き付けるのでは、と。素晴らしいひらめき力。
さらに研究を進めたフェレイラ君は、Arden Warner博士の「マグネタイト粉末を使ってこぼれた油を掃除する手法」の論文を読み、またしてもひらめききます。植物油とプラスチックは吸着しあう。植物油とマグネタイト粉末も同様。つまり油とマグネタイト粉末の混合物にマイクロプラスチックを吸着させ、最終的にはマグネタイトを電極に引きつけて回収すればエコフレンドリーでは？
フェレイラ君はこの仮説を実証する実験を行うことにしました。
DIYでやり遂げた実験と分析
実験の手順は次の通り。
紙やすりで各種プラスチック製品を削り、5mm以下のマイクロプラスチックを作成して、20mlの水に混ぜる
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植物油とマグネタイト粉末を準備する。油の量は0ml/L、2.5ml/L、7.5ml/L、12.5ml/Lの4パターンとし、マグネタイト粉末は常に0.5g/20mlの濃度に保つ→
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これらを20mlのプラスチック混合液を入れた試験管に入れ、20回上下に振る。→
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試験管に磁石を投下しマグネタイト粉末を回収。この回収物を使用し、マイクロプラステックの吸着率を以下の2つの手法で分析。
1. 分光計とランバート・ベールの法則で分析
フェレイラ君はまず分光計という機器を自作し、サンプルを光源に晒しながらウェブカムで撮影しました。分析メソッドにはランバート・ベールの法則を採用。これは、サンプルの濃度は光の吸収率に比例するという法則です。このやり方でマグネタイトの濃度別にサンプルを調査し、データを採取しました。
2. デジタル顕微鏡で撮影した画像をPhotoshopで分析
当初は大学の研究機関に顕微鏡画像分析の協力を仰いだフェレイラ君でしたが、結局は自分のデジタル顕微鏡とPhotoshopを使って画像分析を行いました。
具体的には、シャレーに実験前と実験後のマイクロプラスチック水を塗り、デジタル顕微鏡で画像データを撮って、Photoshopでグリッドあたりのプラスチック数を数えるというシンプルな手法。光源は携帯電話の画面を使い、ついでに画面のピクセルをグリッドとして使うという徹底したDIYぶり。
こうして採取されたデータをまとめたところ、思いがけない結果が出ました。
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