Gli scienziati hanno costruito un minuscolo pesce robotico che è stato programmato per rimuovere la microplastica dai mari e dagli oceani nuotando intorno e succhiando il suo corpo morbido, flessibile e autorigenerante.

Le microplastiche sono i miliardi di minuscole particelle di plastica che si sfaldano da oggetti di plastica più grandi e di uso quotidiano come bottiglie d’acqua, pneumatici per auto e magliette sintetiche. È uno dei maggiori problemi ambientali del ventunesimo secolo perché una volta Sono dispersi nell’ambiente Decomponendo la plastica più grande che è difficile da smaltire e si fa strada nell’acqua potabile, nella produzione e negli alimenti, danneggiando l’ambiente e gli animali salute umana.

“È fondamentale sviluppare un robot per campionare e campionare accuratamente gli inquinanti microplastici dannosi dall’ambiente acquatico”, ha affermato. Yuyan Wang, ricercatore presso il Polymer Research Institute dell’Università di Sichuan e uno degli autori principali dello studio. La nuova invenzione della sua squadra è descritta in documento di ricerca Sulla rivista Nano Letters. “Per quanto ne sappiamo, questo è il primo esempio di tale robotica morbida”.

I ricercatori dell’Università di Sichuan hanno rivelato una soluzione innovativa per monitorare questi inquinanti quando si tratta di inquinamento dell’acqua: progettare un piccolo pesce robotico semovente in grado di nuotare, aggrapparsi a microplastiche galleggianti e ripararsi se tagliato. o danneggiato durante la sua missione.

Il pesce robotico è lungo solo 13 mm e, grazie a un sistema laser leggero nella sua coda, nuota e rotola a circa 30 mm al secondo, simile alla velocità con cui il plancton va alla deriva nell’acqua in movimento.

I ricercatori hanno creato il robot da materiali ispirati agli elementi che prosperano nel mare: la madreperla, nota anche come madreperla, che è il rivestimento interno delle conchiglie. Il team ha creato il materiale simile a un guscio stratificando diversi strati microscopici di molecole in base allo specifico gradiente chimico del sudore.

Questo lo ha reso un pesce robotico estensibile, flessibile nella torsione e persino in grado di sollevare pesi fino a 5 kg, secondo lo studio. È importante sottolineare che i pesci elettronici possono assorbire le parti galleggianti vicino alla microplastica perché i pigmenti organici, gli antibiotici e i metalli pesanti nelle microplastiche hanno forti legami chimici e interazioni elettrostatiche con i materiali dei pesci. Questo li fa aderire alla loro superficie, in modo che i pesci possano raccogliere e rimuovere la microplastica dall’acqua. “Dopo che il robot ha raccolto le microplastiche nell’acqua, i ricercatori possono analizzare la composizione e la tossicità fisiologica delle microplastiche”, ha detto Wang.

Inoltre, i materiali appena creati sembrano avere anche capacità rigenerative, ha affermato Wang, specializzato nello sviluppo di materiali autorigeneranti. Quindi un pesce robot può guarire se stesso all’89% della sua capacità e continuare a succhiare anche se subisce danni o tagli, cosa che spesso può accadere se va alla ricerca di contaminanti in acque agitate.

Wang sottolinea che questa è solo una prova del concetto e sono necessarie ulteriori ricerche, in particolare su come diffonderlo nel mondo reale. Ad esempio, un robot morbido attualmente funziona solo sulle superfici dell’acqua, quindi il team di Wang lavorerà presto su pesci robotici più funzionalmente complessi che possono andare più in profondità sott’acqua. Tuttavia, Wang ha affermato che questo design elettronico potrebbe fornire un trampolino di lancio per altri progetti simili. “Penso che la nanotecnologia sia promettente in termini di adsorbimento, raccolta e rilevamento dei contaminanti, migliorando l’efficienza degli interventi e riducendo i costi operativi”.

Secondo lui, infatti, la nanotecnologia sarà uno degli attori più importanti nella lotta alle particelle di plastica Filippo Democritodirettore del Center for Nanoscience and Advanced Materials Research della Rutgers University, che non è stato coinvolto in questo studio.

Il laboratorio di Demokritou si concentra anche sull’utilizzo della nanotecnologia per eliminare le microplastiche dal pianeta, ma invece di ripulirle, stanno lavorando per sostituirle. Questa settimana, sulla rivista Nature Food, Annunciando l’invenzione La nuova vernice spray vegetale può fungere da alternativa ecologica all’involucro di plastica per alimenti. Il loro caso di studio ha dimostrato che uno spray in fibra a base di amido può combattere gli agenti patogeni e proteggere dai danni da trasporto altrettanto bene, se non meglio, delle attuali opzioni di imballaggio in plastica.

“Il motto dell’industria chimica negli ultimi 40-50 anni è stato: produciamo sostanze chimiche, produciamo cose, mettiamole lì e poi ripuliamo il disordine 20 o 30 anni dopo”, ha detto Dimocrito. “Questo non è un modello sostenibile. Possiamo produrre materiali di progettazione più sicuri? Possiamo estrarre materiali dai rifiuti alimentari come parte dell’economia circolare e trasformarli in materiali utili che possiamo utilizzare per affrontare questo problema?”

Questo è un frutto eccezionale nel campo della nanotecnologia, ha affermato Dimocrito, e con il miglioramento della ricerca sui materiali, l’approccio su più fronti alla sostituzione della plastica nella nostra vita quotidiana e al filtraggio dei residui di microplastica dall’ambiente.

“Ma c’è una grande differenza tra invenzione e innovazione”, ha detto Dimocrito. “L’invenzione è qualcosa a cui nessuno ha ancora pensato. Giusto? Ma l’innovazione è qualcosa che cambierà la vita delle persone, perché la rende commerciale e può essere ampliata”.