هفته گذشته مشخص شد که میکروپلاستیک‌ها برای اولین بار در برف تازه قطب جنوب پیدا شده اند. آن‌ها در ارتفاعات آلپ کشف شدند که اگر بلعیده شوند می‌توانند برای حیوانات مضر باشند، اما برطرف کردن این تهدید در حال رشد با توجه به اندازه آن‌ها دشوار است، به خصوص زمانی که در گوشه‌ها و شکاف‌ها در انتهای آبراه‌ها مستقر شوند.

محققان در Nano Letters انجمن شیمی آمریکا راه حلی ابداع کرده اند که یک ربات ماهی فعال شده با نور که به سرعت در اطراف شنا می‌کند می‌تواند میکروپلاستیک‌ها را از محیط بیرون آورد.

میکروپلاستیک‌ها با مساحت سطح بزرگ‌تر و ویژگی‌های آبگریزی خود می‌توانند به شدت فلزات سنگین، آلاینده‌های آلی سمی و پاتوژن‌ها را جذب کنند و آلاینده‌های کامپوزیت میکروپلاستیک را تشکیل دهند که سلامت زنجیره غذایی را به خطر می‌اندازند.

پیش از این راه حل‌هایی از جمله استفاده از ربات‌های انعطاف پذیر و خودکشش برای رسیدن به این آلاینده‌ها و پاکسازی آن‌ها ارائه شده است. اما مواد سنتی مورد استفاده برای ربات‌های نرم، هیدروژل‌ها و الاستومر‌ها هستند که به راحتی در محیط‌های آبی آسیب می‌بینند.

مولکول‌های سیکلودکسترین و گروه‌های اسید سولفونیک روی نانو ورقه‌های گرافن سولفونیک دارای فعل و انفعالات قوی P-P، تشخیص میزبان-میهمان و برهمکنش الکترواستاتیکی با رنگ‌های آلی، آنتی‌بیوتیک‌ها، فلزات سنگین و ... بر روی میکروپلاستیک‌ها هستند. بنابر این از این دو ماده برای ساخت ربات‌های انعطاف پذیر استفاده شده است.

یکی دیگر از مواد محکم و انعطاف پذیر به نام مروارید مادر، که به نام ناکر نیز شناخته می‌شود، در سطح داخلی صدف‌ها یافت می‌شود. لایه‌های Nacre دارای یک گرادیان میکروسکوپی هستند که از یک طرف با بسیاری از کامپوزیت‌های معدنی-پلیمر کربنات کلسیم به سمت دیگر با عمدتاً یک پرکننده پروتئین ابریشم می‌رود.

طبق تحقیقات آنها، ناکر دارای حداکثر بارگذاری متفاوت برای انواع مختلف آلودگی کامپوزیت میکروپلاستیک است. زمانی که محققان مولکول‌های بتا سیکلودکسترین را به گرافن سولفونه متصل کردند، نانوصفحات کامپوزیتی ایجاد می‌شوند. سپس محلول‌های نانوصفحات با غلظت‌های مختلف در مخلوط‌های لاتکس پلی‌اورتان ادغام می‌شوند. سپس محققان یک روش مونتاژ لایه به لایه و یک گرادیان غلظت منظم نانوکامپوزیت‌ها را از طریق مواد ایجاد کردند و به این ترتیب تیم یک ربات ماهی کوچک به طول ۱۵ میلی متر ساخت. روشن و خاموش کردن سریع یک لیزر نور مادون قرمز نزدیک در دم ماهی باعث شد که بال بزند و ربات را به جلو سوق دهد.

بیشتر بخوانید

• ساخت ربات انسان نمای تسلا مبتنی بر هوش مصنوعی

این ربات می‌تواند ۲.۶۷ برابر طول بدنش در ثانیه حرکت کند یعنی سریع‌تر از سایر ربات‌های شناگر منطعف و با همان سرعتی که فیتوپلانکتون‌های فعال در آب حرکت می‌کنند. محققان نشان دادند که ربات ماهی شناگر می‌تواند به طور مکرر میکروپلاستیک‌های پلی استایرن مجاور را جذب کند و آن‌ها را به جای دیگر منتقل کند. همچنین، این ربات پس از آسیب دیدگی می‌تواند خود را التیام بخشد و همچنان توانایی خود را برای جذب میکروپلاستیک حفظ کند.

دوام و سرعت ربات ماهی باعث شد که محققان تمام تلاش‌های خود را روی آن بگذارند و اظهار داشتند که می‌توان از آن برای نظارت بر میکروپلاستیک‌ها و سایر آلاینده‌ها در محیط‌های آبی خشن استفاده کرد.

تیم تحقیقاتی در حال حاضر در حال توسعه نانومواد جدیدی هستند که می‌توانند در زیر آب کار کنند و آلاینده‌های میکروپلاستیک را شناسایی کنند. ژانگ می‌گوید: «فکر می‌کنم فناوری نانو برای جذب، جمع‌آوری و شناسایی آلاینده‌ها، بهبود کارایی مداخله و در عین حال کاهش هزینه‌های عملیاتی، کارایی زیادی دارد.»