Фото: Американское химическое общество. Серо-желтые крупные шарики – роботы, зеленые – бактерии, светло-серые маленькие шарики – кусочки пластика
Об опасности микропластика, в который превращаются пластиковые отходы, попадая сначала в воду, а потом, через пищевую цепочку, – в живую природу и в человека, знают все. Но проблема усугубляется тем, что микропластики привлекают бактерии, в том числе, болезнетворные, которые на этих пластиковых микрочастицах селятся. Последствия этого двойного попадания в организм человека до сих пор не изучены до конца.
Именно поэтому так важно найти способы очищения воды от микропластика.
Микророботы, созданные американскими учеными, представляют собой полимерные магнитные шарики: положительно заряженные полимеры соединены с магнитными микрочастицами; каждый робот – диаметром 2,8 микрометра. От поверхности шариков отходят полимерные нити, которые, под воздействием вращающегося магнитного поля, захватывают микропластик и бактерии.
Микророботы не просто движутся под воздействием вращающегося магнитного поля. Они собираются в кучи, которые самоорганизуются в плоские кластеры. Регулируя количество (концентрацию) роботов, можно изменять направление движения и скорость роя.
В лабораторных условиях микропластик и бактерии, которые могут вызвать пневмонию, добавили в резервуар с водой. Затем туда запустили микророботов, которых подвергали воздействию вращающегося магнитного поля в течение 30 минут. Каждые 10 секунд поле попеременно то включали, то выключали.
Протестировано 4 концентрации микророботов. При самой большой концентрации микророботы захватили 80% бактерий. Уменьшилось и количество микропластиков (точный процент не указан).
Затем с помощью постоянного магнита роботов собрали, а при помощи ультразвука – отделили от них прилипших к ним бактерий и пластиковые микрочастицы. Удаленные микробы подвергли ультрафиолетовому облучению.
Правда, когда обеззараженные роботы использовались для повторного сбора пластика и микробов, их производительность уже была меньше. Нельзя также забывать о том, что никто не знает что будет если какая-то часть роботов останется в воде. Не ухудшит ли это ситуацию еще больше?
Тем не менее, этот подход к удалению микропластика из воды ученые считают многообещающим и планируют продолжить свои исследования.
Исследование было опубликовано 8 мая 2024 года.