"De nieuwe robots die we hebben gemaakt, genaamd magnetische algenrobots (MAR's), bestaan ​​uit een combinatie van algen en milieuvriendelijke magnetische nanodeeltjes", legt Peng uit.

"Deze robots opereren onder invloed van een extern magnetisch veld, waardoor nauwkeurige controle over hun beweging mogelijk is. De negatieve oppervlaktelading van MAR's wordt toegeschreven aan de aanwezigheid van -COOH-groepen op het oppervlak van algencellen. De geselecteerde micro/nano-cellen daarentegen kunststoffen hebben een positieve oppervlaktelading. Deze positief-negatieve interactie vergemakkelijkt de elektrostatische aantrekking, waardoor de gerichte opvang en verwijdering van micro-/nano-plastics door de MAR's wordt bevorderd."

De unieke samenstelling van de door de onderzoekers gemaakte robots zorgt ervoor dat ze niet-vervuilend zijn en reageren op extern aangelegde magnetische velden. Dit zou hen in staat kunnen stellen om op duurzame wijze plastic deeltjes van nano- en microformaat uit aquatische omgevingen te halen.

Peng en haar collega's evalueerden hun microrobots in een reeks tests en ontdekten dat ze opmerkelijke resultaten behaalden. In feite zouden ze met hoge nauwkeurigheid op afstand kunnen worden bestuurd, waarbij de meeste kleine plasticdeeltjes uit de watertanks waarin ze werden geïntroduceerd, werden verwijderd.

"Onze microrobots vertoonden een opmerkelijke verwijderingsefficiëntie en bereikten een hoog succespercentage van 92% voor nanoplastics en 70% voor microplastics", aldus Peng. "In de toekomst zouden ze kunnen dienen als een veelbelovend instrument om plasticvervuiling uit waterlichamen actief te verwijderen, bij te dragen aan milieusaneringsinspanningen en de impact van plastic afval op aquatische ecosystemen te verzachten."

In de toekomst zouden de door dit team van onderzoekers ontwikkelde MAR’s kunnen worden getest en ingezet in de zee en andere waterlichamen, wat mogelijk kan bijdragen aan de verwijdering van giftige plasticresten. De robots zijn met name gemaakt met behulp van betaalbare materialen en schaalbare fabricageprocessen, waardoor ze een kosteneffectieve technologie kunnen zijn om de vervuiling van het aquatisch milieu aan te pakken.

"Onze robots zouden mogelijk de behoefte aan hulpbronnenintensievere en duurdere strategieën die momenteel worden gebruikt voor het verwijderen van plastic afval kunnen verminderen", voegde Peng eraan toe.

"Verder onderzoek zou zich kunnen concentreren op het onderzoeken van de biocompatibiliteit van MAR's met aquatische ecosystemen en het beoordelen van de potentiële impact op niet-doelorganismen is cruciaal voor het begrijpen van de gevolgen voor het milieu van hun inzet. Ook zou ik ook graag willen onderzoeken hoe MAR's kunnen worden aangevuld of geïntegreerd met andere technologieën, zoals sensoren voor realtime monitoring van plasticconcentraties."

Meer informatie: Xia Peng et al., Biohybride magnetisch aangedreven microrobots voor duurzame verwijdering van micro-/nanoplastics uit het aquatische milieu, Geavanceerde functionele materialen (2023). DOI:10.1002/adfm.202307477

Journaalinformatie: Geavanceerde functionele materialen

© 2023 Science X Netwerk