Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Нам еще многое предстоит узнать об опасности, которую микропластик представляет для окружающей среды и здоровья живых организмов, но уже ясно одно - он распространяется по нашей планете с котострофической скоростью. Поэтому ученые предложили новый способ очистки, позаимствовав опыт природы, и создали робота, похожего на рыбу, который может передвигаться в воде и поглощать мелкие кусочки пластмассы встречающейся на своем пути.
Работа по созданию активируемой светом машины принадлежит китайским ученым, которые попытались усовершенствовать существующие технологии создания мягких роботов, предназначенных для очистки загрязненной воды. Для изготовления подобных устройств нередко используются гидрогели и эластомеры, которые не всегда устойчивы к в агрессивных условиях водной среды. Именно по этой причине китайские эксперты обратились к перламутру - органико-неорганическому композиту натурального происхождения, который используют некоторые моллюски, в качестве внутреннего слоя раковины.
Данный материал имеет микроскопический градиент, который переходит от минерально-полимерных композитов карбоната кальция с одной стороны к композитам, содержащим белок, входящий в состав шёлка. Команда смогла имитировать эту градиентную структуру, создав композитные нанолисты из молекул с гидрофобными внутренними и гидрофильными внешними слоями, а также из сульфонированного графена.
Эти листы были покрыты различными по составу полиуретановыми латексными составами, а затем слой за слоем скомпонованы в упорядоченную градиентную структуру, имитирующую перламутр. Затем из этих слоев был изготовлен прочный и гибкий наноробот имеющий форму крошечной рыбки. Его размер составил всего 15 мм (0,6 дюйма), а в хвостовое оперение был в монтирован лазерный излучатель ближнего инфракрасного диапазона.
Включая и отключая лазер, хвост робота начинает колебаться, приводя рыбу в движение со скоростью 2,67 длины тела в секунду. Команда утверждает, скорость движения нового устройства гораздо выше, аналогичных механизмов, и примерно соответствует скорости перемещения фитопланктона. В процессе экспериментов команда смогла показать, что робот может "многократно поглощать микропластик из полистирола и переносить его в другие локации ". Удивительно, но биоробот, сконструированный из искусственного перламутра может самостоятельно восстанавливаться после повреждений, без ущерба для своих адсорбирующих способностей.
По словам ученых, такая прочность в сочетании со скоростью и способностью робота впитывать частицы пластика может сделать его ценным инструментом для борьбы с загрязнением микропластиком в суровых водных экосистемах, а также может стать примером для создания других многофункциональных роботов для подобных задач.
Результаты данного проекта были представлены в издании Nano Letters.
Источники: American Chemical Society, journal Nano Letters, Википедиа
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Перламутр)
(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01375)