Bilim adamları, mikroplastikleri denizlerden çıkarmak için biyonik robo-balıkları ortaya çıkardı | plastikler

Bilim adamları, mikroplastikleri denizlerden ve okyanuslardan yüzerek ve yumuşak, esnek, kendi kendini iyileştiren gövdesine adsorbe ederek çıkarmak için programlanmış küçük bir robot balık tasarladılar.

Mikroplastikler, su şişeleri, araba lastikleri ve sentetik tişörtler gibi her gün kullanılan daha büyük plastik şeylerden parçalanan milyarlarca küçük plastik parçacıktır. 21. yüzyılın en büyük çevre sorunlarından biri çünkü bir zamanlar çevreye dağılırlar Kurtulmaları çok zor olan daha büyük plastiklerin parçalanması yoluyla, içme suyuna, üretime ve gıdaya girerek çevreye ve hayvanlara ve hayvanlara zarar verirler. insan sağlığı.

“Su ortamından zararlı mikroplastik kirleticileri doğru bir şekilde toplamak ve örneklemek için bir robot geliştirmek büyük önem taşıyor” dedi. Yuyan WangSichuan Üniversitesi Polimer Araştırma Enstitüsü’nde araştırmacı ve çalışmanın baş yazarlarından biri olan Dr. Ekibinin yeni icadı şurada anlatılıyor: bir araştırma makalesi Nano Letters dergisinde. “Bildiğimiz kadarıyla, bu tür yumuşak robotların ilk örneği.”

Sichuan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, konu su kirliliği olduğunda bu kirleticilerin izini sürmek için yenilikçi bir çözüm ortaya çıkardılar: Yüzebilen, serbest yüzen mikroplastiklere tutunabilen ve kesilirse kendini düzeltebilen, kendinden tahrikli küçük bir robot balık tasarlamak. veya seferi sırasında hasar gördü.

Robo-balık sadece 13 mm uzunluğundadır ve kuyruğundaki hafif lazer sistemi sayesinde, planktonların hareketli suda sürüklenme hızına benzer şekilde, saniyede yaklaşık 30 mm’lik bir hızla yüzer ve kanat çırpar.

Araştırmacılar robotu denizde gelişen elementlerden esinlenerek yarattılar: sedef olarak da bilinen ve deniz tarağı kabuklarının iç kaplaması olan sedef. Ekip, sedef’in spesifik kimyasal gradyanına göre çeşitli mikroskobik molekül tabakalarını katmanlayarak sedef benzeri bir malzeme yarattı.

Çalışmaya göre bu, onları esnek, bükülmeye karşı esnek ve hatta 5 kg ağırlığa kadar çekebilen bir robo balık yaptı. En önemlisi, biyonik balıklar, mikroplastiklerdeki organik boyalar, antibiyotikler ve ağır metaller güçlü kimyasal bağlara ve balığın malzemeleriyle elektrostatik etkileşimlere sahip olduğundan, yakınlarda serbest yüzen mikroplastik parçalarını adsorbe edebilir. Bu onları yüzeye tutunur, böylece balıklar sudaki mikroplastikleri toplayabilir ve çıkarabilir. Wang, “Robot sudaki mikroplastikleri topladıktan sonra, araştırmacılar mikroplastiklerin bileşimini ve fizyolojik toksisitesini daha fazla analiz edebilir” dedi.

Ayrıca, kendi kendini iyileştiren materyallerin geliştirilmesinde uzman olan Wang, yeni oluşturulan materyalin de rejeneratif yeteneklere sahip olduğunu söyledi. Böylece robot balık, yeteneğinin %89’una kadar kendini iyileştirebilir ve bir miktar hasar veya kesilme yaşaması durumunda bile adsorbe etmeye devam edebilir – bu, genellikle dalgalı sularda kirleticileri aramaya giderse gerçekleşebilir.

Wang, bunun yalnızca bir kavram kanıtı olduğunu ve özellikle bunun gerçek dünyada nasıl uygulanabileceği konusunda çok daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu belirtiyor. Örneğin, yumuşak robot şu anda yalnızca su yüzeylerinde çalışıyor, bu nedenle Wang’ın ekibi yakında su altında daha derine inebilen daha işlevsel olarak karmaşık robot balıklar üzerinde çalışacak. Wang, yine de bu biyonik tasarımın diğer benzer projeler için bir fırlatma rampası sunabileceğini söyledi. “Bence nanoteknoloji, eser miktarda adsorpsiyon, kirleticilerin toplanması ve tespiti için büyük umut vaat ediyor, işletme maliyetlerini düşürürken müdahale verimliliğini artırıyor.”

Gerçekten de, nanoteknoloji, mikroplastiklere karşı mücadelede en önemli oyunculardan biri olacak. Philip DemokritosBu çalışmada yer almayan Rutgers Üniversitesi’ndeki Nanobilim ve İleri Malzeme Araştırma Merkezi’nin direktörü olan Dr.

Demokritou’nun laboratuvarı, gezegendeki mikroplastiklerden kurtulmak için nanoteknolojiyi kullanmaya da odaklanıyor – ancak onları temizlemek yerine ikame etmeye çalışıyorlar. Nature Food dergisinde bu hafta, icadı duyurdu plastik gıda sargılarına çevre dostu bir alternatif olarak hizmet edebilecek yeni bir bitki bazlı sprey kaplama. Vaka çalışmaları, bu nişasta bazlı fiber spreyin patojenleri savuşturabileceğini ve mevcut plastik ambalaj seçeneklerinden daha iyi olmasa da nakliye hasarlarına karşı koruma sağlayabileceğini gösterdi.

Demokritou, “Kimya endüstrisi için son 40 ila 50 yılın sloganı: hadi kimyasallar yapalım, malzemeleri yapalım, oraya koyalım ve sonra pisliği 20 veya 30 yıl sonra temizleyelim” dedi. “Bu sürdürülebilir bir model değil. Peki daha güvenli tasarım malzemelerini sentezleyebilir miyiz? Döngüsel ekonominin bir parçası olarak gıda atıklarından malzeme türetebilir ve bu sorunu çözmek için kullanabileceğimiz faydalı malzemelere dönüştürebilir miyiz? ”

Demokritou, bunun nanoteknoloji alanı için düşük düzeyde bir meyve olduğunu ve materyallere yönelik araştırmalar daha iyi hale geldikçe, günlük hayatımızda plastiği ikame etmeye ve mikroplastik kalıntılarını çevreden filtrelemeye yönelik çok yönlü yaklaşımın da artacağını söyledi.

Demokritou, “Ancak bir buluş ile bir yenilik arasında büyük bir fark var.” Dedi. “İcat, henüz kimsenin düşünmediği bir şey. Doğru? Ancak inovasyon, insanların hayatlarını değiştirecek bir şey çünkü ticarileşmeyi sağlıyor ve ölçeklenebilir.”