捕捉微塑料的纳米机器人,将为消灭微塑料带来什么惊喜? -澳客足球竞猜

文/观察未来科技

微塑料是指直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。这一概念是在2004年,由英国普利茅斯大学的海洋生物学家richard thompson教授正式提出的。自此以后,无处不在微塑料开始被科学家们不断发现:深海中;北极雪和南极冰中;贝类、盐罐、饮用水和啤酒中;飘在空中,又或随着雨水飘落在高山和城市中。

对微塑料的研究,最早集中在研究个人护理用品中发现的塑料微粒、在压模成产品之前逸出的原始塑料颗粒,以及废弃瓶子和其他大型塑料废弃物中慢慢释放出的塑料碎片。而所有这些微塑料都会被冲入河流与海洋中。当前,微塑料已经进入了食物链。它们可以被鱼类等动物摄入,通过食物链传播,直到到达我们的餐桌,或者直接污染饮用水系统,对所有生物的健康构成严重威胁。

并且,相较于“白色污染”塑料,微塑料具有尺寸更小,传播路径更远等特点,国际上已经将微塑料界定为新型污染物,其在环境中的快速降解与即时检测也成为当前最紧迫的问题之一。在这样的背景下,微纳米机器人受到了关注。

微纳米机器人(micro/nanorobots) 作为一种可以将环境中能量转化为机械动能的新型微纳米器件,通过其微纳米尺度的自主运动特性与材料物理化学性质结合,在环境修复、生物医学、传感、微电子等领域都有广泛的应用。微纳米机器人克服了微流体层流中被动扩散的限制,其自主运动特性增强了与污染物的相互作用,有望加速微塑料的净化和检测过程。

近日,布尔诺工业大学的martin pumera,就通过多功能mxene氧化物微型机器人进行运动捕获三维空间纳米塑料。这种微型机器人将ti3c2tx mxene热煅烧处理的方法组装到具有光催化活性的多层tio2中,随后沉积pt层和磁性γ-fe2o3,构建了具有负向光引力运动的能力的γ-fe2o3/pt/tio2微型机器,在光照条件和没有燃料的条件具有6个运动自由度,通过ph可编程的表面电位实现了微塑料在微纳米机器人表面的吸附,并且可以通过便携式电化学阻抗谱 (eis) 实现微塑料的定量检测,成果发表在nature communication上。

一方面,这种微纳米机器人通过自身进动和可编程zeta电压,这种微型机器的表面和多层堆叠层之间的缝隙位点能够快速吸附和捕获纳米塑料力,从而通过磁控制收集纳米塑料。另一方面,这种微运动器通过这种自行动预先收集纳米塑料的方式,通过具有价格优势并且便携式电极探测纳米塑料,为发展新型“在线”捕获和消除水体纳米塑料提供机会。

微观的世界需要微观技术的介入,而纳米机器人如今也呈多点开化之势,带给人们诸多的惊喜。

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