Para saintis mendedahkan ikan robo bionik untuk membuang mikroplastik dari laut

Para saintis telah mereka bentuk robot-ikan kecil yang diprogramkan untuk membuang mikroplastik dari laut dan lautan dengan berenang di sekeliling dan menyerapnya pada badannya yang lembut, fleksibel dan boleh sembuh sendiri.

Mikroplastik ialah berbilion-bilion zarah plastik kecil yang pecah daripada benda plastik yang lebih besar yang digunakan setiap hari seperti botol air, tayar kereta dan baju-T sintetik. Mereka adalah salah satu masalah alam sekitar terbesar abad ke-21 kerana pernah mereka tersebar ke persekitaran melalui pecahan plastik yang lebih besar mereka sangat sukar untuk disingkirkan, memasuki air minuman, hasil, dan makanan, merosakkan alam sekitar dan haiwan dan kesihatan manusia.

“Adalah sangat penting untuk membangunkan robot untuk mengumpul dengan tepat dan mengambil sampel bahan pencemar mikroplastik yang memudaratkan daripada persekitaran akuatik,” katanya. Yuyan Wang, seorang penyelidik di Institut Penyelidikan Polimer Universiti Sichuan dan salah seorang penulis utama kajian itu. Ciptaan novel pasukannya diterangkan dalam kertas penyelidikan dalam jurnal Nano Letters. “Untuk pengetahuan terbaik kami, ini adalah contoh pertama robot lembut itu.”

Penyelidik di Universiti Sichuan telah mendedahkan penyelesaian inovatif untuk mengesan bahan pencemar ini apabila melibatkan pencemaran air: mereka bentuk ikan robo-gerak sendiri yang kecil yang boleh berenang di sekeliling, melekat pada mikroplastik terapung bebas dan membaiki sendiri jika ia dipotong atau rosak semasa dalam ekspedisinya.

Ikan robo hanya 13mm panjang, dan terima kasih kepada sistem laser ringan di ekornya, berenang dan mengepak-ngepak sekitar hampir 30mm sesaat, sama dengan kelajuan plankton hanyut dalam air yang bergerak.

Para penyelidik mencipta robot daripada bahan yang diilhamkan oleh unsur-unsur yang hidup subur di laut: ibu-mutiara, juga dikenali sebagai nacre, yang merupakan penutup dalaman kulit kerang. Pasukan itu mencipta bahan yang serupa dengan nacre dengan melapis pelbagai kepingan molekul mikroskopik mengikut kecerunan kimia khusus nacre.

Ini menjadikan mereka ikan robo yang elastik, fleksibel untuk dipintal, malah mampu menarik sehingga 5kg berat, menurut kajian itu. Paling penting, ikan bionik boleh menyerap cebisan mikroplastik terapung bebas berdekatan kerana pewarna organik, antibiotik dan logam berat dalam mikroplastik mempunyai ikatan kimia yang kuat dan interaksi elektrostatik dengan bahan ikan. Itu membuatkan mereka berpaut pada permukaannya, jadi ikan boleh mengumpul dan mengeluarkan mikroplastik dari air. “Selepas robot mengumpul mikroplastik di dalam air, para penyelidik boleh menganalisis lagi komposisi dan ketoksikan fisiologi mikroplastik itu,” kata Wang.

Selain itu, bahan yang baru dicipta juga nampaknya mempunyai kebolehan regeneratif, kata Wang, yang pakar dalam pembangunan bahan penyembuhan diri. Jadi ikan robot itu boleh menyembuhkan dirinya sehingga 89% daripada keupayaannya dan terus menjerap walaupun sekiranya ia mengalami sedikit kerosakan atau pemotongan – yang boleh berlaku selalunya jika ia pergi memburu bahan pencemar di perairan yang bergelora.

Ini hanyalah bukti konsep, kata Wang, dan banyak lagi penyelidikan diperlukan – terutamanya tentang cara ini boleh digunakan di dunia nyata. Sebagai contoh, robot lembut pada masa ini hanya berfungsi di permukaan air, jadi pasukan Wang tidak lama lagi akan mengusahakan ikan robo yang lebih kompleks berfungsi yang boleh masuk lebih dalam di bawah air. Namun, reka bentuk bionik ini boleh menawarkan pad pelancaran untuk projek lain yang serupa, kata Wang. “Saya rasa nanoteknologi memegang janji besar untuk penjerapan surih, pengumpulan dan pengesanan bahan pencemar, meningkatkan kecekapan campur tangan sambil mengurangkan kos operasi.”

Malah, nanoteknologi akan menjadi salah satu pemain terpenting dalam memerangi mikroplastik, menurut Philip Demokritoupengarah Pusat Penyelidikan Nanosains dan Bahan Lanjutan di Universiti Rutgers, yang tidak terlibat dalam kajian ini.

Makmal Demokritou juga menumpukan pada penggunaan teknologi nano untuk menyingkirkan mikroplastik dari planet ini – tetapi bukannya membersihkannya, mereka sedang berusaha untuk menggantikannya. Minggu ini, dalam jurnal Nature Food, dia mengumumkan ciptaan itu salutan semburan berasaskan tumbuhan baharu yang boleh berfungsi sebagai alternatif mesra alam kepada pembalut makanan plastik. Kajian kes mereka menunjukkan bahawa semburan gentian berasaskan kanji ini boleh menangkis patogen dan melindungi daripada kerosakan pengangkutan juga, jika tidak lebih baik, daripada pilihan pembungkusan plastik semasa.

“Motto selama 40 hingga 50 tahun terakhir untuk industri kimia ialah: mari kita buat bahan kimia, mari kita buat bahan, letakkannya di luar dan kemudian bersihkan kucar-kacir 20, atau 30 tahun kemudian,” kata Demokritou. “Itu bukan model yang mampan. Jadi bolehkah kita mensintesis bahan reka bentuk yang lebih selamat? Bolehkah kita memperoleh bahan daripada sisa makanan sebagai sebahagian daripada ekonomi pekeliling dan mengubahnya menjadi bahan berguna yang boleh kita gunakan untuk menangani masalah ini?”

Ini adalah buah yang tidak boleh digantung untuk bidang nanoteknologi, kata Demokritou, dan apabila penyelidikan terhadap bahan menjadi lebih baik, pendekatan berbilang serampang untuk menggantikan plastik dalam kehidupan seharian kita dan menapis sisa mikroplastiknya daripada alam sekitar.

“Tetapi terdapat perbezaan besar antara ciptaan dan inovasi,” kata Demokritou. “Penciptaan adalah sesuatu yang belum pernah difikirkan oleh sesiapa pun. Betul ke? Tetapi inovasi adalah sesuatu yang akan mengubah kehidupan orang ramai, kerana ia menjadikannya dikomersialkan, dan ia boleh dipertingkatkan.”

We wish to thank the author of this article for this outstanding content

Para saintis mendedahkan ikan robo bionik untuk membuang mikroplastik dari laut


Take a look at our social media accounts and also other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/