Fig. 1:Formulering av TM nanorobotar för vattenreningstillämpningar. (i) TM nanorobotar som går i förorenat vatten under ett transversellt roterande magnetfält (ω), (ii) föroreningar plockas upp av TM nanorobotarna via intermicellär aggregering vid omgivningstemperatur (T) under ett transversellt roterande magnetfält, (iii) separation av TM nanorobotar för att göra sig av med föroreningarna från PTBC-matrisen vid låg temperatur, och (iv) TM nanorobotar som återvinns med hjälp av en extern magnet. Kredit:DOI:10.1038/s41467-022-28406-5
Ett internationellt team av forskare har utvecklat nanorobotar som kan ta bort tungmetaller från förorenat vatten. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature Communications , beskriver gruppen sina nanorobotar och hur bra de fungerade när de testades.
Tidigare forskning har visat att tungmetaller tar sig in i grundvattenytan genom deponiläckage, gruvdrift och industriell dumpning. Tungmetaller måste avlägsnas från vattenkällor, och nuvarande metoder kräver komplicerade flerstegsprocedurer för att avlägsna dem. I denna nya ansträngning rapporterar forskarna om ett möjligt alternativ – nanorobotar.
Forskarna utvecklade värmekänsliga magnetiska nanorobotar som kan binda till tungmetaller under vissa omständigheter och släppa dem under andra. Nanorobotarna (var och en bara 200 nanometer bred) tillverkades med en pluronic tri-block copolymer (PTBC) som lockmedel och järnoxid för att möjliggöra kontroll via magnetfält. Sampolymeren är en temperaturkänslig PTBC. När det placeras i kallt vatten binder materialet till tungmetaller. När de placerades i varmt vatten slappnade bindningarna av, vilket gjorde att metallerna kunde separera från materialet. I praktiken innebar detta att en grupp av nanorobotarna kunde placeras i ett prov av kallt vatten där de skulle spridas naturligt och binda till eventuella tungmetaller som de stötte på. Sedan kunde nanorobotarna korraleras med hjälp av ett magnetfält till en separat plats där vattnet kunde värmas upp och frigöra metallerna. Detta arrangemang gör att nanorobotarna kan återanvändas.
Forskarna testade sina små robotar genom att tillsätta tungmetaller som arsenik i en tank med vatten. De dumpade sedan i ett gäng av sina nanorobotar och lät sedan provet sitta i 100 minuter medan nanorobotarna samlade in metallerna. Därefter samlade de in nanorobotarna och mätte hur mycket av de tunga elementen som hade tagits bort från vattnet. Resultatet blev cirka 65 %. Forskarna noterar att deras arbete fortfarande är i en preliminär fas, men de planerar att fortsätta testa sina nanorobotar för att ta reda på om de kan användas i verkliga miljöer. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
