当旧的食品包装、废弃的儿童玩具和其他管理不善的塑料废物分解成微塑料时，它们从海洋和水道中变得更加难以清理。这些微小的塑料碎片也会吸引细菌，包括那些导致疾病的细菌。
在ACS Nano上发表的一项研究中，研究人员描述了一群微型机器人(微型机器人)，它们可以从水中捕获塑料和细菌。之后，这些机器人被净化并重复使用。
微塑料的尺寸为5毫米或更小，这给塑料污染问题增加了另一个维度，因为动物可以食用它们，可能会受到伤害，或者将颗粒传递到食物链中，最终到达人类。到目前为止，对人类健康的影响还没有完全了解。然而，微塑料本身并不是唯一令人担忧的问题。这些碎片吸引细菌，包括病原体，这些细菌也可以被摄入。
为了同时去除水中的微生物和塑料，研究人员马丁·普梅拉(Martin Pumera)和他的同事们转向了微型机器人系统，该系统由许多协同工作的小部件组成，模仿自然群体，如鱼群。
为了制造机器人，研究小组将带正电的聚合物链与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场中时才会移动。从珠子表面辐射出来的聚合物链会吸引塑料和微生物。
成品——每个机器人的直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人聚集在一起。通过调整自组织成平面集群的机器人数量，研究人员发现他们可以改变群体的运动和速度。
在实验室实验中，研究小组通过向水箱中添加荧光聚苯乙烯珠(1微米宽)和主动游动的铜绿假单胞菌来复制环境中的微塑料和细菌。铜绿假单胞菌会导致肺炎和其他感染。接下来，研究人员将微型机器人放入水箱中，并将它们暴露在旋转磁场中30分钟，每10秒打开和关闭一次。机器人的浓度为每毫升7.5毫克，是四种浓度中浓度最高的，捕获了大约80%的细菌。
与此同时，在相同的浓度下，自由塑料珠的数量也逐渐减少，因为它们被微型机器人吸引。之后，研究人员用永磁体收集机器人，并用超声波分离附着在机器人上的细菌。然后，他们将去除的微生物暴露在紫外线辐射下，完成消毒。当被重复使用时，净化后的机器人仍然能捡到塑料和微生物，尽管两者的数量都有所减少。
研究人员指出，这种微型机器人系统为去除水中的塑料和细菌提供了一种很有前途的方法。
更多信息:磁性微型机器人群与聚合物手捕获水中的细菌和微塑料，ACS纳米(2024)。DOI: 10.1021 / acsnano。引文:视频显示了成群的微型机器人如何同时清理微塑料和微生物(2024,5月8日)从https://techxplore.com/news/2024-05-video-swarms-miniature-robots-simultaneously.html检索2024年5月8日本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
