نابودی پلاستیک‌ها با میکرو ربات‌های خودران!

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، قطعات کوچک پلاستیک در همه جا وجود دارد، از محیط‌های شهری گرفته تا بیابان‌ها و اعماق اقیانوس‌ها مملو از پلاستیک‌های کوچک است که اگر به حال خود رها شوند، صد‌ها سال طول می‌کشد تا کاملاً تجزیه شوند. کاتالیزور‌های فعال شده توسط نور خورشید می‌توانند روند تجزیه این پلاستیک‌ها را تسریع کنند، اما برقراری ارتباط میان این ترکیبات با میکرو پلاستیک‌ها دشوار است.

در یک مطالعه اثبات مفهوم که نتایج آن در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces به چاپ رسیده است، پژوهشگران میکرو ربات‌های خودران تولید کردند که می‌توانند شنا کنند، به پلاستیک‌ها متصل شوند و آن‌ها را تجزیه کنند.

در حالی که محصولات پلاستیکی در همه جا وجود دارد، زباله‌های پلاستیکی و ذرات پلاستیکی کوچک هم اکنون فضای پیرامون ما را نیز اشغال کرده است. کوچکترین آن‌ها، میکروپلاستیک‌هایی هستند که اندازه آن‌ها کمتر از ۵ میلی‌متر بوده که از بین بردن آن‌ها سخت است. علاوه‌بر این، آن‌ها می‌توانند فلزات سنگین و آلاینده‌ها را جذب کنند، درصورت مصرف تصادفی توسط انسان یا حیوانات به آن‌ها آسیب می‌رساند.

بنابراین، محققان روشی کم مصرف برای خلاص شدن از شر پلاستیک‌ها در محیط ارائه کردند؛ در این روش کاتالیزور‌هایی که از نور خورشید برای تولید ترکیبات بسیار فعال استفاده می‌کنند این نوع پلیمر‌ها را تجزیه می‌کنند. با این حال، تماس کاتالیزور‌ها و قطعات کوچک پلاستیکی با یکدیگر چالش برانگیز است و معمولاً به پیش تصفیه یا همزن‌های مکانیکی حجیم احتیاج دارد که به راحتی کوچک نمی‌شوند.

مارتین پومرا و همکارانش می‌خواستند یک کاتالیست فعال شونده با نور خورشید ایجاد کنند که به سمت ذرات ریز حرکت کرده و آن‌ها را گیر انداخته و از بین ببرد.

برای تبدیل یک ماده کاتالیزوری به ریز ربات‌های نور محور، محققان ذرات ستاره‌ای شکل از وانادات بیسموت ساخته و سپس این ساختار‌های ۴-۸ میکرومتری را به‌طور مساوی با اکسید آهن مغناطیسی پوشاندند. ریز ربات‌ها می‌توانند در یک کانال پر پیچ و خم شنا کنند و با قطعات ریز پلاستیک در تمام طول کانال برهم‌کنش داشته باشند.

محققان دریافتند که در زیر نور مرئی، ربات‌های ریز به شدت روی چهار نوع پلاستیک رایج تاثیر می‌گذارند. این تیم سپس قطعات چهار پلاستیک پوشانده شده با کاتالیزور میکرو ربات را به مدت هفت روز در محلول رقیق پراکسید هیدروژن قرار دادند. آن‌ها مشاهده کردند که این پلاستیک‌ها ۳ درصد از وزن خود را از دست داده و بافت سطح هر چهار نوع پلاستیک از حالت صاف به حفره‌دار تغییر یافته و مولکول‌های کوچک و اجزای پلاستیک در محلول باقیمانده پیدا شده‌است.

محققان می‌گویند توسعه این کاتالیزور‌های میکرو رباتی راه را به سمت سیستم‌هایی باز می‌کنند که می‌توانند پلاستیک‌های ریز را در مکان‌های سخت یافته و تخریب کنند.