Οι επιστήμονες σχεδίασαν ένα μικροσκοπικό ρομπότ-ψάρι που είναι προγραμματισμένο να αφαιρεί τα μικροπλαστικά από τις θάλασσες και τους ωκεανούς κολυμπώντας και προσροφώντας τα στο μαλακό, εύκαμπτο, αυτοθεραπευόμενο σώμα του.
Τα μικροπλαστικά είναι τα δισεκατομμύρια μικροσκοπικά πλαστικά..
σωματίδια που θρυμματίζονται από τα μεγαλύτερα πλαστικά πράγματα που χρησιμοποιούνται καθημερινά, όπως μπουκάλια νερού, ελαστικά αυτοκινήτων και συνθετικά μπλουζάκια. Αποτελούν ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα του 21ου αιώνα, επειδή μόλις διασκορπιστούν στο περιβάλλον μέσω της διάσπασης μεγαλύτερων πλαστικών, είναι πολύ δύσκολο να απαλλαγούμε από αυτά, πηγαίνοντας στο πόσιμο νερό, τα προϊόντα και τα τρόφιμα, βλάπτοντας το περιβάλλον και τα ζώα. και την ανθρώπινη υγεία .«Είναι πολύ σημαντικό να αναπτυχθεί ένα ρομπότ για τη συλλογή και τη δειγματοληψία επιβλαβών μικροπλαστικών ρύπων από το υδάτινο περιβάλλον», δήλωσε ο Yuyan Wang , ερευνητής στο Ινστιτούτο Ερευνών Πολυμερών του Πανεπιστημίου Sichuan και ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης. Η νέα εφεύρεση της ομάδας της περιγράφεται σε μια ερευνητική εργασία στο περιοδικό Nano Letters. «Από όσο γνωρίζουμε, αυτό είναι το πρώτο παράδειγμα τέτοιων μαλακών ρομπότ».
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Sichuan αποκάλυψαν μια καινοτόμο λύση για τον εντοπισμό αυτών των ρύπων όταν πρόκειται για μόλυνση του νερού: σχεδίαση ενός μικροσκοπικού αυτοκινούμενου ψαριού ρομπότ που μπορεί να κολυμπήσει, να κολλήσει σε ελεύθερα επιπλέοντα μικροπλαστικά και να διορθωθεί εάν κοπεί. ή κατεστραμμένο κατά την εκστρατεία του.
Το ρομπο-ψάρι έχει μήκος μόλις 13 χιλιοστά και χάρη σε ένα ελαφρύ σύστημα λέιζερ στην ουρά του, κολυμπάει και χτυπά γύρω στα 30 χιλιοστά το δευτερόλεπτο, παρόμοια με την ταχύτητα με την οποία το πλαγκτόν παρασύρεται σε κινούμενο νερό.
Οι ερευνητές δημιούργησαν το ρομπότ από υλικά εμπνευσμένα από στοιχεία που ευδοκιμούν στη θάλασσα: το φίλντισι, γνωστό και ως μαργαριτάρι, το οποίο είναι το εσωτερικό κάλυμμα των κοχυλιών αχιβάδας. Η ομάδα δημιούργησε ένα υλικό παρόμοιο με το nacre, τοποθετώντας διάφορα μικροσκοπικά φύλλα μορίων σύμφωνα με τη συγκεκριμένη χημική κλίση του nacre.
Αυτό τους έκανε ένα ψάρι ρομπότ που είναι ελαστικό, εύκαμπτο στο στρίψιμο και ακόμη και ικανό να τραβήξει έως και 5 κιλά σε βάρος, σύμφωνα με τη μελέτη. Το πιο σημαντικό, το βιονικό ψάρι μπορεί να προσροφήσει κοντινά ελεύθερα επιπλέοντα κομμάτια μικροπλαστικών επειδή οι οργανικές βαφές, τα αντιβιοτικά και τα βαρέα μέταλλα στα μικροπλαστικά έχουν ισχυρούς χημικούς δεσμούς και ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις με τα υλικά του ψαριού. Αυτό τα κάνει να προσκολλώνται στην επιφάνειά του, ώστε τα ψάρια να μπορούν να συλλέγουν και να αφαιρούν μικροπλαστικά από το νερό. «Αφού το ρομπότ συλλέξει τα μικροπλαστικά στο νερό, οι ερευνητές μπορούν να αναλύσουν περαιτέρω τη σύνθεση και τη φυσιολογική τοξικότητα των μικροπλαστικών», είπε ο Wang.
Επιπλέον, το νεοδημιουργημένο υλικό φαίνεται να έχει επίσης αναγεννητικές ικανότητες, είπε ο Wang, ο οποίος ειδικεύεται στην ανάπτυξη υλικών αυτοίασης. Έτσι, το ρομπότ ψάρι μπορεί να αυτοθεραπευθεί στο 89% της ικανότητάς του και να συνεχίσει να απορροφά ακόμα και σε περίπτωση που υποστεί κάποια ζημιά ή κόψιμο - κάτι που θα μπορούσε να συμβεί συχνά αν πάει να κυνηγήσει ρύπους σε τραχιά νερά.
Αυτή είναι απλώς μια απόδειξη της ιδέας, σημειώνει ο Wang, και χρειάζεται πολύ περισσότερη έρευνα – ειδικά για το πώς θα μπορούσε να αναπτυχθεί στον πραγματικό κόσμο. Για παράδειγμα, το μαλακό ρομπότ αυτή τη στιγμή λειτουργεί μόνο σε υδάτινες επιφάνειες, επομένως η ομάδα του Wang θα εργαστεί σύντομα σε πιο πολύπλοκα λειτουργικά ψάρια ρομπότ που μπορούν να πάνε πιο βαθιά κάτω από το νερό. Ωστόσο, αυτός ο βιονικός σχεδιασμός θα μπορούσε να προσφέρει ένα σημείο εκκίνησης για άλλα παρόμοια έργα, είπε ο Wang. «Πιστεύω ότι η νανοτεχνολογία υπόσχεται πολλά για την προσρόφηση ιχνών, τη συλλογή και την ανίχνευση ρύπων, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της παρέμβασης με ταυτόχρονη μείωση του λειτουργικού κόστους».
Πράγματι, η νανοτεχνολογία θα είναι ένας από τους σημαντικότερους παίκτες στον αγώνα κατά των μικροπλαστικών, σύμφωνα με τον Φίλιππο Δημοκρίτου , διευθυντή του Κέντρου Έρευνας Νανοεπιστήμης και Προηγμένων Υλικών στο Πανεπιστήμιο Rutgers, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη.
Το εργαστήριο Δημοκρίτου επικεντρώνεται επίσης στη χρήση της νανοτεχνολογίας για την απαλλαγή από τα μικροπλαστικά από τον πλανήτη – αλλά αντί να τα καθαρίσει, εργάζεται για την αντικατάστασή τους. Αυτή την εβδομάδα, στο περιοδικό Nature Food, ανακοίνωσε την εφεύρεση μιας νέας επίστρωσης ψεκασμού φυτικής προέλευσης που μπορεί να χρησιμεύσει ως φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα πλαστικά περιβλήματα τροφίμων. Η μελέτη περίπτωσής τους έδειξε ότι αυτό το σπρέι ινών με βάση το άμυλο μπορεί να αποκρούσει τα παθογόνα και να προστατεύσει από ζημιές κατά τη μεταφορά εξίσου καλά, αν όχι καλύτερα, από τις τρέχουσες επιλογές πλαστικής συσκευασίας.
«Το μότο για τα τελευταία 40 με 50 χρόνια για τη χημική βιομηχανία είναι: ας φτιάξουμε χημικά, ας φτιάξουμε υλικά, ας τα βγάλουμε εκεί έξω και μετά καθαρίζουμε το χάος 20 ή 30 χρόνια αργότερα», είπε ο Δημόκριτου. «Αυτό δεν είναι ένα βιώσιμο μοντέλο. Μπορούμε λοιπόν να συνθέσουμε ασφαλέστερα υλικά σχεδιασμού; Μπορούμε να αντλήσουμε υλικά από τα απόβλητα τροφίμων ως μέρος της κυκλικής οικονομίας και να τα μετατρέψουμε σε χρήσιμα υλικά που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα;»
Αυτό είναι φρούτο χαμηλών τόνων για τον τομέα της νανοτεχνολογίας, είπε ο Δημόκριτου, και καθώς η έρευνα στα υλικά βελτιώνεται, τόσο θα βελτιώνεται η πολυεπίπεδη προσέγγιση της αντικατάστασης του πλαστικού στην καθημερινή μας ζωή και του φιλτραρίσματος των μικροπλαστικών υπολειμμάτων του από το περιβάλλον.
«Αλλά υπάρχει μια μεγάλη διάκριση μεταξύ μιας εφεύρεσης και μιας καινοτομίας», είπε ο Δημόκριτου. «Η εφεύρεση είναι κάτι που κανείς δεν έχει σκεφτεί ακόμα. Σωστά? Αλλά η καινοτομία είναι κάτι που θα αλλάξει τις ζωές των ανθρώπων, γιατί φτάνει στην εμπορευματοποίηση και μπορεί να κλιμακωθεί».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου