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微型机器人能清理微塑料和细菌
2024-05-11 09:16:01  来源:科技日报

研究人员设计了一群微型球形机器人来收集细菌和小塑料片。图片来源:美国化学会

当旧食品包装、废弃的儿童玩具和其他管理不当的塑料废物分解成微塑料时,会变得更难以被清除。在美国化学会新一期《ACS·纳米》上发表的一项研究中,捷克研究人员描述了一群微型机器人,可从水中捕获塑料碎片和细菌。随后,机器人还能被净化并重新使用。

微塑料的尺寸为5毫米或更小,动物很容易吃进这些塑料并受到伤害。然后这些动物将颗粒传递到人类的食物链中。同时,微塑料碎片还会吸附包括病原体在内的各种细菌,进而对生物体构成更大威胁。

为了同时去除水中的微生物和微塑料,捷克布尔诺理工大学研发了一种微型机器人系统。该系统由许多协作工作的小部件组成,可模仿鱼群等自然界里的生物群体。

研究小组将带正电的聚合物与磁性微粒连接起来,磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从珠子表面伸出的聚合物线会吸引微塑料和微生物。单个机器人成品直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时,机器人会聚集在一起。通过调整自组织成扁平集群的机器人,这样可改变机器人群体的运动和速度。

团队用可导致肺炎和其他感染的铜绿假单胞菌,复制了环境中的微塑料和细菌。结果显示,微型机器人成功捕获约80%的细菌,游离塑料珠也被微型机器人捕获。随后,研究人员收集机器人并使用超声波分离出细菌,再暴露在紫外线下完成消毒,从而实现了重复使用。

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