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.

Новые эластичные роботы, похожие на рыб, помогут в борьбе с загрязнением микропластиком водной среды. Adapted from Nano Letters 2022, DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01375

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)