Kineski znanstvenici dizajnirali robotsku ribu koja hvata mikroplastiku

Istraživači sa Sveučilišta Sichuan razvili su inovativnu metodu pronalaženja i uklanjanja mikroplastike koja zagađuje vodu: dizajnirali su sićušnu autonomnu robotsku ribu koja pliva kroz vodu i veže na sebe slobodno plutajuće čestice mikroplastike.

39
robo-roba
[Izvor: Nano Letters]

Kineski znanstvenici dizajnirali su sićušnu ribu robota koja je programirana da uklanja mikroplastiku iz mora i oceana plivajući uokolo i adsorbirajući čestice mikroplastike na svoje meko, fleksibilno tijelo koje ima sposobnost samooporavka, piše The Guardian.

Mikroplastika su milijarde sićušnih plastičnih čestica koje nastaju raspadom većih plastičnih predmeta koji se svakodnevno koriste kao što su boce za vodu, automobilske gume i sintetičke majice. One su jedan od najvećih ekoloških problema 21. stoljeća jer nakon što se rasprše u okoliš razgradnjom veće plastike vrlo ih se teško riješiti. Dospijevaju u pitku vodu, proizvode i hranu, šteteći okolišu, životinjama i ljudskom zdravlju.

“Izuzetno je važno razviti robota za precizno prikupljanje i uzorkovanje štetnih mikroplastičnih zagađivača iz vodenog okoliša”, rekla je Yuyan Wang, znanstvenica s Instituta za istraživanje polimera Sveučilišta Sichuan i jedna od glavnih autora studije. Inovacija njena tima opisana je u znanstvenom radu objavljenom u časopisu Nano Letters. “Prema onome što znamo, ovo je prvi primjer takvih mekih robota.”

Autonomna robo-riba duga 13 mm

Istraživači sa Sveučilišta Sichuan razvili su inovativnu metodu pronalaženja i uklanjanja mikroplastike koja zagađuje vodu: dizajnirali su sićušnu autonomnu robotsku ribu koja pliva kroz vodu i veže na sebe slobodno plutajuće čestice mikroplastike. Robo-ribica ima sposobnost samooporavka ako se ošteti za vrijeme svog zadatka.

Duga je samo 13 milimetara, a zahvaljujući svjetlosnom laserskom sustavu u svom repu pliva i krivuda brzinom od gotovo 30 milimetara sekundi, slično brzini kojom plankton pluta u pokretnoj vodi.

Znanstvenici su robota kreirali od materijala inspiriranog onima koji uspijevaju u moru: sedefa, koji je unutarnji pokrov školjki. Stvorili su sedefu sličan materijal kombiniranjem različitih mikroskopskih slojeva molekula prema specifičnom kemijskom gradijentu sedefa.

Nastala je robo-riba koja je rastezljiva, fleksibilna za uvijanje i čak može povući do 5 kilograma težine, navodi se u studiji. Što je najvažnije, bionička riba može adsorbirati obližnje slobodno plutajuće komadiće mikroplastike jer organske boje, antibiotici i teški metali u mikroplastici imaju jake kemijske veze i elektrostatske interakcije s materijalima od kojih se sastoji robotska ribica. Zbog toga se lijepe za njenu površinu, tako da ih ribe skupljaju i uklanoti mikroplastiku iz vode. “Nakon što robot prikupi mikroplastiku u vodi, istraživači mogu dalje analizirati sastav i fiziološku toksičnost mikroplastike”, objašnjava Wang.

Tek Proof of Concept

Osim toga, čini se da novostvoreni materijal također ima regenerativne sposobnosti, dodaje Wang, koja se specijalizirala za razvoj materijala koji sami zacjeljuju. Tako se riba robot može “izliječiti” do 89 posto svoje sposobnosti i nastaviti adsorbirati mikroplastiku čak i u slučaju da doživi neko oštećenje ili posjekotinu – što se često može dogoditi ako krene u potragu za zagađivačima u nemirnim vodama.

Ovo je samo proof of concept, napominje Wang, i potrebno je mnogo više istraživanja da bi se rješenje moglo primijeniti u stvarnom svijetu. Na primjer, njihov soft robot trenutno radi samo na površini vode, tako da će njen tim uskoro raditi na funkcionalno složenijim robotskim ribama koje mogu zaroniti na veće dubine. Ipak, ovaj bionički dizajn mogao bi ponuditi platformu za pokretanje drugih sličnih projekata, smatra Wang. “Mislim da nanotehnologija mnogo obećaje kada je riječ o praćenju adsorpcije, prikupljanju i detekciji tvari koje zagađuju okoliš, te da poboljšava učinkovitost intervencije uz smanjenje operativnih troškova.”

Nanotehnologija u borbi protiv mikroplastike

Doista, nanotehnologija će biti jedan od najvažnijih igrača u borbi protiv mikroplastike, smatra Philip Demokritou, direktor Centra za istraživanje nanoznanosti i naprednih materijala na Sveučilištu Rutgers, koji nije bio uključen u ovu studiju.

Demokritouov laboratorij također se fokusira na korištenje nanotehnologije za uklanjanje mikroplastike s planeta – ali umjesto da je očiste, oni rade na njezinoj zamjeni. Nedavno je u časopisu Nature Food najavio izum novog spreja na biljnoj bazi koji bi mogao biti ekološki prihvatljiva alternativa plastičnim omotima za hranu. Njihova studija slučaja pokazala je da ovaj vlaknasti sprej na bazi škroba može odbiti patogene i zaštititi hranu od oštećenja tijekom transporta jednako dobro, ako ne i bolje, od trenutnih opcija plastične ambalaže.

“U posljednjih 40 do 50 godina kemijska industrija vodila se idejom: napravimo kemikalije, napravimo materijale, stavimo ih vani i onda počistimo nered 20 ili 30 godina kasnije”, rekao je Demokritou. “To nije održiv model. Dakle, možemo li sintetizirati sigurnije materijale? Možemo li dobiti materijale iz otpada od hrane kao dio cklusa kružnog gospodarstva i pretvoriti ih u korisne materijale koje možemo primijeniti za rješavanje ovog problema?”

Ovo je nezahvalno područje nanotehnologije, rekao je Demokritou. No kako se razvija istraživanje materijala, tako će i višestruki pristup zamjene plastike koje koristimo u svakodnevnom životu i proces filtriranja mikroplastičnih ostataka iz okoliša biti sve brži i kvalitetniji.

“Ali postoji velika razlika između izuma i inovacije”, ističe Demokritou. “Izum je nešto o čemu još nitko nije razmišljao. Točno? Ali inovacija je nešto što će promijeniti živote ljudi jer dolazi do komercijalizacije i može se proširiti.”

Pogledajte video.