Биогибридные микророботы для удаления микро- и нанопластика из воды
Загрязнение водоёмов микро- и нанопластиком угрожает водным экосистемам, вызывая задержку роста организмов и разрушая среду обитания. Для решения этой проблемы необходимы технологии, не наносящие дополнительного ущерба окружающей среде.
Исследователи из Брненского технологического университета и Университета Менделя (Чехия) создали биогибридных микророботов, способных удалять такие частицы. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
Принцип работы и конструкция
Новые роботы, названные магнитными водорослевыми роботами (Magnetic Algae Robots, MARs), представляют собой комбинацию водорослей и экологически безопасных магнитных наночастиц.
- Движение: MARs управляются с помощью внешнего магнитного поля, что обеспечивает точный контроль.
- Захват частиц: Поверхность водорослевых клеток имеет отрицательный заряд благодаря группам -COOH. Поскольку выбранные частицы микро-/нанопластика несут положительный заряд, между ними возникает электростатическое притяжение, обеспечивающее целенаправленный захват.
Результаты испытаний
В ходе тестов микророботы показали высокую эффективность удаления пластика:
- Нанопластик: 92%
- Микропластик: 70%
Преимущества и перспективы
- Безопасность: Использование водорослей и безопасных материалов минимизирует риск дополнительного загрязнения.
- Экономичность: Технология заменяет дорогие благородные металлы (например, Pt) на доступные материалы и масштабируемые процессы.
- Потенциал: MARs рассматриваются как перспективный инструмент для активной очистки водоёмов.
«В будущем наши роботы могут снизить потребность в более ресурсоёмких и дорогих стратегиях удаления пластиковых отходов», — отметила соавтор работы Ся Пэн.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на оценке биосовместимости MARs с водными экосистемами и возможной интеграции с другими технологиями, например, датчиками для мониторинга концентрации пластика в реальном времени.