Roboty walczą z mikroplastikiem

fot. pixabay

W badaniu opublikowanym w ACS Nano naukowcy opisują roje robotów w mikroskali, które wychwytują z zanieszczyszczonej wody kawałki mikroplastiku i bakterie.

Oprócz oczywistych szkód wyrządzanych środowisku kawałki mikroplastiku przyciągają bakterie, w tym patogeny, które również mogą zostać połknięte przez zwierzęta. Aby jednocześnie usunąć z wody drobnoustroje i mikroplastik, Martin Pumera i jego współpracownicy z American Chemical Society sięgnęli po systemy robotyczne w mikroskali składające się z wielu małych elementów, które ze sobą współpracują.

Aby skonstruować mikroroboty, zespół połączył pasma dodatnio naładowanego polimeru z mikrocząsteczkami magnetycznymi, które poruszają się wyłącznie pod wpływem pola magnetycznego. Pasma, które wychodzą promieniście z powierzchni kulek przyciągają zarówno tworzywa sztuczne, jak i drobnoustroje. Gotowe roboty mają średnicę 2,8 mikrometra. Pod wpływem wirującego pola magnetycznego tworzą rój. Dostosowując liczbę robotów, które samoorganizują się w płaskie skupiska, naukowcy odkryli, że mogą zmieniać ruch i prędkość roju.

Stężenie robotów w płynie wynoszące 7,5 miligrama na mililitr w badaniach pozwalało wychwycić około 80% bakterii Pseudomonas aeruginosa. W eksperymencie trwającym 30 minut z sukcesem udawało się również pozbyć przyciąganego do robotów mikroplastiku. Następnie badacze zebrali roboty za pomocą magnesu stałego i dzięki ultradźwiękom odseparowali przylegające do nich bakterie. Po tym wystawili usunięte drobnoustroje na działanie promieniowania ultrafioletowego, realizując w ten sposób dezynfekcję. Po ponownym użyciu odkażone roboty nadal zbierały plastik i drobnoustroje, choć w mniejszych ilościach.

Naukowcy twierdzą, że ich system zapewnia obiecujące podejście do usuwania plastiku i bakterii z zanieczyszczonych wód.

(rr)