En ljusaktiverad fiskformad robot samlar in mikroplast när den simmar (skalstången är 10 mm). Kredit:Anpassad från Nano Letters 2022, DOI:10.1021/acs.nanolett.2c01375
Mikroplast finns nästan överallt på jorden och kan vara skadligt för djur om de intas. Men det är svårt att ta bort sådana små partiklar från miljön, särskilt när de väl har lagt sig i skrymslen och vrår längst ner i vattendrag. Nu, forskare inom ACS Nano Letters har skapat en ljusaktiverad fiskrobot som snabbt "simmar" runt, plockar upp och tar bort mikroplast från miljön.
Eftersom mikroplaster kan falla in i sprickor och springor, har de varit svåra att ta bort från vattenmiljöer. En lösning som har föreslagits är att använda små, flexibla och självgående robotar för att nå dessa föroreningar och rensa upp dem. Men de traditionella materialen som används för mjuka robotar är hydrogeler och elastomerer, och de kan lätt skadas i vattenmiljöer. Ett annat material som kallas pärlemor, även känt som pärlemor, är starkt och flexibelt och finns på insidan av musselskal. Nacre-lager har en mikroskopisk gradient som går från ena sidan med massor av kalciumkarbonat-mineral-polymerkompositer till den andra sidan med mestadels ett silkeproteinfyllmedel. Inspirerad av detta naturliga ämne ville Xinxing Zhang och kollegor prova en liknande typ av gradientstruktur för att skapa ett hållbart och böjbart material för mjuka robotar.
Forskarna länkade β -cyklodextrinmolekyler till sulfonerad grafen, vilket skapar sammansatta nanoark. Sedan införlivades lösningar av nanoarken med olika koncentrationer i polyuretanlatexblandningar. En skikt-för-skikt-monteringsmetod skapade en ordnad koncentrationsgradient av nanokompositerna genom materialet från vilket teamet bildade en liten fiskrobot som var 15 mm (ungefär en halv tum) lång. Att snabbt slå på och av en laser med nära infrarött ljus vid en fisks svans fick den att flaxa, vilket drev roboten framåt. Roboten kunde röra sig 2,67 kroppslängder per sekund - en hastighet som är snabbare än tidigare rapporterat för andra mjuka simrobotar och det är ungefär samma hastighet som aktivt växtplankton som rör sig i vatten. Forskarna visade att den simmande fiskroboten upprepade gånger kunde adsorbera närliggande polystyrenmikroplast och transportera dem någon annanstans. Materialet kan också läka sig självt efter att det skärs, samtidigt som det bibehåller sin förmåga att adsorbera mikroplast.
På grund av fiskrobotens hållbarhet och hastighet säger forskarna att den kan användas för att övervaka mikroplaster och andra föroreningar i tuffa vattenmiljöer. + Utforska vidare
