Overal zijn kleine stukjes plastic, die zich uitstrekt van stedelijke omgevingen tot ongerepte wildernis. Aan hun lot overgelaten, het kan honderden jaren duren voordat ze volledig zijn afgebroken. Katalysatoren geactiveerd door zonlicht kunnen het proces versnellen, maar het is moeilijk om deze verbindingen te laten interageren met microplastics. In een proof-of-concept-onderzoek onderzoekers rapporteren in ACS toegepaste materialen en interfaces ontwikkelde zelfrijdende microrobots die kunnen zwemmen, hechten aan kunststoffen en breken ze af.

Terwijl plastic producten binnenshuis alomtegenwoordig zijn, plastic afval en gebroken stukjes liggen nu in de buitenlucht, te. De kleinste hiervan - microplastics van minder dan 5 mm groot - zijn moeilijk op te pakken en te verwijderen. In aanvulling, ze kunnen zware metalen en verontreinigende stoffen adsorberen, mogelijk schadelijk voor mens of dier als het per ongeluk wordt geconsumeerd. Dus, eerdere onderzoekers stelden een energiezuinige manier voor om plastic uit het milieu te verwijderen door katalysatoren te gebruiken die zonlicht gebruiken om zeer reactieve verbindingen te produceren die dit soort polymeren afbreken. Echter, het is een uitdaging om de katalysatoren en kleine stukjes plastic met elkaar in contact te brengen en vereist meestal voorbehandelingen of omvangrijke mechanische roerders, die niet gemakkelijk op te schalen zijn. Martin Pumera en collega's wilden een door zonlicht aangedreven katalysator maken die naar microdeeltjes beweegt, zich eraan vastklampt en ze ontmantelt.

Om een ​​katalytisch materiaal om te zetten in door licht aangedreven microrobots, de onderzoekers maakten stervormige deeltjes van bismutvanadaat en bedekten de 4-8 µm brede structuren vervolgens gelijkmatig met magnetisch ijzeroxide. De microrobots zouden door een doolhof van kanalen kunnen zwemmen en over hun gehele lengte kunnen interageren met microplastic stukjes. De onderzoekers ontdekten dat onder zichtbaar licht, microrobots bogen zich sterk over vier veelvoorkomende soorten kunststoffen. Het team verlichtte vervolgens gedurende zeven dagen stukjes van de vier kunststoffen die waren bedekt met de microrobot-katalysator in een verdunde waterstofperoxide-oplossing. Ze merkten op dat het plastic 3% van zijn gewicht verloor en dat de oppervlaktetextuur voor alle soorten veranderde van glad naar ontpit, en in de overgebleven oplossing werden kleine moleculen en componenten van de kunststoffen gevonden. De onderzoekers zeggen dat de zelfrijdende microrobotkatalysatoren de weg banen naar systemen die microplastics kunnen opvangen en afbreken op moeilijk bereikbare locaties.