ماهی که میکروپلاستیک‌ها را از سطح دریا پاکسازی می‌کند

هنوز مطالب زیادی برای یادگیری در مورد خطرات میکروپلاستیک‌ها برای محیط زیست و سلامت موجودات زنده وجود دارد، اما یک نکته واضح است؛ حضور آن‌ها گسترده است و فقط روز به روز بیشتر می‌شود.

دانشمندان راه حل جدیدی برای پاکسازی ابداع کرده اند که نشانه‌های خود را از طبیعت می‌گیرد. به شکل یک ربات ماهی مانند که می‌تواند در آب حرکت کند و قطعات پلاستیکی کوچک را در حین حرکت انتقال دهد.

این ماهی فعال شده با نور، کار دست دانشمندان چینی است که به دنبال بهبود رویکرد‌های فعلی در مورد ربات‌های نرم هستند که برای تمیز کردن آب‌های آلوده طراحی شده اند.

این‌ها اغلب با هیدروژل‌ها و الاستومر‌ها ساخته می‌شوند که در این محیط‌ها به خوبی نمی‌ایستند؛ بنابراین دانشمندان به مروارید مادر یا خرچنگ روی آوردند. ماده مرکبی که برخی از نرم‌تن‌ها مانند صدف‌ها به عنوان لایه‌ای برای پوسته داخلی خود ترشح می‌کنند.

این ماده دارای یک گرادیان میکروسکوپی است که از کامپوزیت‌های معدنی-پلیمر کربنات کلسیم در یک طرف به سمت دیگر منتقل می‌شود و عمدتا حاوی پرکننده پروتئین ابریشم است.

تیم تحقیقاتی توانست این ساختار گرادیان را با ایجاد نانوصفحات مرکب ساخته شده از مولکول‌هایی با فضای داخلی آبگریز و بیرونی آبدوست همراه با گرافن سولفونه بسازد.

این ورق‌ها با غلظت‌های متفاوتی از مخلوط‌های لاتکس پلی‌اورتان ساخته شدند و سپس لایه‌به‌لایه مونتاژ شدند تا شیب مرتبی ایجاد کنند.

در نهایت این ربات به شکل یک ماهی کوچک با اندازه ۱۵ میلی‌متر (۰.۶ اینچ)، با نور لیزر مادون قرمز نزدیک در دم و دوام و انعطاف‌پذیری چشمگیر ساخته شده اند.

روشن و خاموش کردن این لیزر باعث می‌شود دم بال بزند و ماهی را با طول بدن ۲.۶۷ در ثانیه به جلو سوق دهد. این تیم می‌گوید این ماهی سریع‌تر از ربات‌های شناگر نرم مشابه و سرعتی تقریباً برابر با فیتوپلانکتون‌ها دارد.

تیم از طریق آزمایشات خود توانستند نشان دهند که این ربات می‌تواند به طور مکرر میکروپلاستیک‌های پلی استایرن را جذب کرده و آن‌ها را به مکان‌های دیگر منتقل کند. به طرز چشمگیری، می‌تواند پس از بریده شدن، توانایی‌های جذب، خود را بهبود بخشد.

دانشمندان می‌گویند این دوام، که با سرعت و توانایی ربات در جذب ذرات پلاستیکی مطابقت دارد، می‌تواند آن را به ابزاری ارزشمند برای مقابله با آلودگی میکروپلاستیک در محیط‌های خشن آبی تبدیل کند و ممکن است طرحی برای سایر ربات‌های چند منظوره برای کاربرد‌های مشابه ارائه دهد.

این تحقیق در مجله Nano Letters منتشر شد.