光激活的魚形機器人可吸收水中的微塑料

據New Atlas報道,關於微塑料對環境和生物體健康構成的危險,我們還有很多東西需要了解,但有一點是明確的,它們的存在是廣泛的,而且只會越來越多。科學家們已經想出了一個新穎的清理解決方案,它從大自然中汲取靈感,以一種類似魚的機器人的形式,可以在水中移動,並在移動中吸收小塑料碎片。

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這種光激活的機器人是中國科學家們的傑作,他們正在尋找改進目前旨在清理受污染水體的軟體機器人的方法。這些機器人通常是用水凝膠和彈性體製成的,在這些環境中不能很好地站立,因此科學家們轉向了珍珠母,這是一些軟體動物(如蛤蜊)分泌的複合材料,作為其內殼的一層。

這種材料有一個微觀的梯度,從一側的碳酸鈣礦物聚合物複合材料過渡到另一側主要承載絲蛋白填充物。該團隊能夠通過創造由內部疏水、外部親水的分子與磺化石墨烯組成的複合納米片來模仿這種梯度結構。

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這些納米片被摻入不同濃度的聚氨酯乳膠混合物,然後逐層組裝,以創造一個模仿珍珠中發現的有序梯度。然後,這被塑造成一個魚形的小機器人,尺寸僅為15毫米(0.6英寸),其尾部有一個近紅外激光燈,具有令人印象深刻的耐久性和靈活性。

打開和關閉這個激光器會使尾巴扇動,機器魚每秒可以游的距離大約是其自身體長的2.67倍。該團隊表示,這比類似的軟體游泳機器人的速度要快,與浮游植物的速度差不多。通過他們的實驗,該團隊能夠表明,該機器人能夠反覆吸附聚苯乙烯微塑料,並將它們運送到其他地方。令人印象深刻的是,它還可以在被切割后自行癒合,而不影響其吸附能力。

科學家們表示,這種耐久性,加上機器人的速度和吸收塑料顆粒的能力,可以使它成為解決惡劣水生環境中微塑料污染的寶貴工具,並可能為其他類似應用的多功能機器人提供一個藍圖。

這項研究發表在《納米通訊》雜誌上。

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