Tutkijat paljastavat bionisen robo-kalan mikromuovin poistamiseksi valtameristä | muovit

Tiedemiehet ovat kehittäneet pienen robottikalan, joka on ohjelmoitu poistamaan mikromuoveja meristä uimassa ympäriinsä ja adsorboimalla ne pehmeään, joustavaan, itsestään paranevaan kehoonsa.

Mikromuovit ovat miljardeja pieniä muovihiukkasia, jotka irtoavat päivittäin käyttämistämme suuremmista muovituotteista, kuten vesipulloista, autonrenkaista ja synteettisistä t-paidoista. Ne ovat kerran yksi 2000-luvun suurimmista ympäristöongelmista ne leviävät ympäristöön Suurempien muovien hajoamisen vuoksi niistä on erittäin vaikea päästä eroon, ne pääsevät juomaveteen, tuotteisiin ja ruokaan, vahingoittavat ympäristöä ja eläimiä sekä ihmis terveys.

“On erittäin tärkeää kehittää robotti, joka kerää tarkasti ja ottaa näytteitä haitallisista mikromuovisaasteista vesiympäristöstä”, hän sanoi. Yuyan Wang, Sichuanin yliopiston Polymer Research Instituten tutkija ja yksi tutkimuksen päätekijöistä. Hänen tiiminsä uutta keksintöä kuvataan julkaisussa tutkimuspaperi Nano Letters -lehdessä. “Parhaan tietomme mukaan tämä on ensimmäinen esimerkki tällaisista pehmeistä roboteista.”

Sichuanin yliopiston tutkijat ovat keksineet innovatiivisen ratkaisun näiden vesien saasteiden jäljittämiseen: kehittämällä pienen, itseliikkuvan robottikalan, joka voi uida ympäriinsä, tarttua vapaasti kelluviin mikromuoviin ja korjata itsensä, jos se leikataan tai vahingoittuu. tutkimusmatkansa aikana.

Robo-kala on vain 13 mm pitkä ja sen hännän kevyen laserjärjestelmän ansiosta se ui ja läppäilee lähes 30 mm sekunnissa, mikä on samanlainen kuin planktonin nopeus liikkuvassa vedessä.

Tiedemiesten löytämä bioninen robo-kala, joka voi poistaa mikromuovia valtameristä – video

Tutkijat loivat robotin materiaaleista, jotka ovat saaneet vaikutteita meressä menestyvistä elementeistä: helmiäisestä, joka tunnetaan myös nimellä helmiäinen, joka on simpukankuorten sisävuori. Ryhmä loi helmiäismäisen materiaalin kerrostamalla erilaisia ​​mikroskooppisia molekyylikerroksia helmiäisen erityisen kemiallisen gradientin mukaan.

Tämä teki niistä robo-kaloja, jotka ovat joustavia, taipuisia kiertymään ja jopa vetää jopa 5 kg painoa tutkimuksen mukaan. Mikä tärkeintä, bioniset kalat voivat adsorboida lähellä olevia vapaasti kelluvia mikromuovikappaleita, koska mikromuovin orgaaniset väriaineet, antibiootit ja raskasmetallit muodostavat vahvoja kemiallisia sidoksia ja sähköstaattisia vuorovaikutuksia kalan materiaalien kanssa. Tämä saa ne tarttumaan sen pintaan, jolloin kalat voivat kerätä mikromuovia ja poistaa ne vedestä. “Kun robotti on kerännyt mikromuovin vedestä, tutkijat voivat edelleen analysoida mikromuovien koostumusta ja fysiologista myrkyllisyyttä”, Wang sanoi.

Äskettäin luodulla materiaalilla näyttää myös olevan regeneratiivisia kykyjä, sanoi Wang, joka on erikoistunut itsekorjautuvien materiaalien kehittämiseen. Tämän ansiosta robottikalat voivat parantaa itsensä 89 prosentilla kyvystään ja jatkaa adsorboitumista jopa vaurion tai viilton sattuessa – mikä voi usein tapahtua saasteita metsästettäessä ankarissa vesissä.

Tämä on vain todiste konseptista, Wang huomauttaa, ja paljon enemmän tutkimusta tarvitaan – erityisesti siitä, kuinka tätä voitaisiin käyttää todellisessa maailmassa. Esimerkiksi pehmeä robotti toimii tällä hetkellä vain veden pinnalla, joten Wangin tiimi työskentelee pian toiminnallisesti monimutkaisemmilla robo-kaloilla, jotka voivat mennä syvemmälle veden alle. Silti tämä bioninen suunnittelu voisi tarjota laukaisualustan muille vastaaville projekteille, Wang sanoi. “Uskon, että nanoteknologia lupaa jäännösten adsorptiota, epäpuhtauksien keräämistä ja havaitsemista, parantaa interventiotehokkuutta ja vähentää samalla käyttökustannuksia.”

Itse asiassa nanoteknologia tulee olemaan yksi avaintoimijoista mikromuovin torjunnassa Philip DemokritosRutgersin yliopiston nanotieteen ja edistyneiden materiaalien tutkimuskeskuksen johtaja, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa.

Demokritoun laboratorio keskittyy myös nanoteknologian käyttöön mikromuovien poistamiseen planeetalta – mutta sen puhdistamisen sijaan he työskentelevät korvatakseen sen. Tällä viikolla Nature Food -lehdessä hän ilmoitti keksinnöstä uusi kasvipohjainen spraypinnoite, joka voi toimia ympäristöystävällisenä vaihtoehtona muovisille elintarvikepakkauksille. Heidän tapaustutkimuksensa osoitti, että tämä tärkkelyspohjainen kuitusumute voi torjua taudinaiheuttajia ja suojata myös kuljetusvaurioilta, ellei paremmin kuin nykyiset muovipakkaukset.

“Kemianteollisuuden motto viimeiset 40-50 vuotta on ollut: Tehdään kemikaaleja, tehdään materiaaleja, viedään ne pois ja sitten 20 tai 30 vuotta myöhemmin siivotaan sotku”, Demokritou sanoi. ”Tämä ei ole kestävä malli. Voimmeko siis syntetisoida turvallisempia suunnittelumateriaaleja? Voimmeko osana kiertotaloutta ottaa ruokajätteistä materiaaleja ja muuttaa niistä hyödyllisiä materiaaleja, joita voimme käyttää tämän ongelman ratkaisemiseen?

Tämä on matala hedelmä nanoteknologian alalla, Demokritou sanoi, ja kun materiaalitutkimus paranee, niin myös monitahoinen lähestymistapa muovin korvaamiseen päivittäisessä elämässämme ja sen mikromuovijäämien suodattamiseen ympäristöstä paranee.

“Mutta keksinnön ja innovaation välillä on suuri ero”, sanoi Demokritou. “Keksintö on asia, jota kukaan ei ole ajatellut. Eikö? Mutta innovaatio on jotain, joka muuttaa ihmisten elämää, koska se kaupallistaa ja sitä voidaan laajentaa.”

Leave a Comment