Små plastbitar finns överallt, sträcker sig från stadsmiljöer till orörd vildmark. Lämnade åt sina egna enheter, det kan ta hundratals år för dem att brytas ned helt. Katalysatorer aktiverade av solljus kan påskynda processen, men att få dessa föreningar att interagera med mikroplaster är svårt. I en proof-of-concept-studie, forskare som rapporterar in ACS tillämpade material och gränssnitt utvecklat självgående mikrorobotar som kan simma, fäst på plast och bryt ner dem.

Medan plastprodukter är allestädes närvarande inomhus, plastavfall och trasiga bitar skräpar nu ner utomhus, för. Den minsta av dessa – mikroplaster som är mindre än 5 mm stora – är svåra att plocka upp och ta bort. Dessutom, de kan adsorbera tungmetaller och föroreningar, potentiellt skada människor eller djur om de konsumeras av misstag. Så, Tidigare forskare föreslog ett lågenergisätt att bli av med plast i miljön genom att använda katalysatorer som använder solljus för att producera mycket reaktiva föreningar som bryter ner dessa typer av polymerer. Dock, att få katalysatorerna och de små plastbitarna i kontakt med varandra är utmanande och kräver vanligtvis förbehandlingar eller skrymmande mekaniska omrörare, som inte är lätt att skala upp. Martin Pumera och kollegor ville skapa en solljusdriven katalysator som rör sig mot och hakar fast på mikropartiklar och demonterar dem.

För att omvandla ett katalytiskt material till ljusdrivna mikrorobotar, forskarna gjorde stjärnformade partiklar av vismutvanadat och belade sedan de 4–8 µm breda strukturerna jämnt med magnetisk järnoxid. Mikrorobotarna kunde simma nerför en labyrint av kanaler och interagera med mikroplastbitar längs hela deras längd. Forskarna fann att under synligt ljus, mikrorobotar glödde starkt på fyra vanliga typer av plast. Teamet belyste sedan bitar av de fyra plasterna täckta med mikrorobotkatalysatorn i sju dagar i en utspädd väteperoxidlösning. De observerade att plasten tappade 3 % av sin vikt och att ytstrukturen för alla typer ändrades från slät till gropig, och små molekyler och komponenter av plasten hittades i den överblivna lösningen. Forskarna säger att de självgående mikrorobotkatalysatorerna banar väg mot system som kan fånga upp och bryta ner mikroplaster på svåråtkomliga platser.