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古い食品の包装、捨てられた子供のおもちゃ、その他の不適切に管理されたプラスチック廃棄物がマイクロプラスチックに分解されると、海や水路からそれらを除去するのはさらに困難になります。 これらの小さなプラスチックの破片は、病気の原因となる細菌などの細菌も引き寄せます。 研究者たちはマイクロロボットに助けを求めています。
での研究で ACSナノアメリカ化学会の出版物では、研究者らは、水からプラスチックの破片やバクテリアを捕捉するマイクロスケールロボット（マイクロロボット）の群れについて説明しています。 その後、マイクロロボットは除染され、再利用されました。 ページの上に群がる彼らのビデオを見ることができます。
マイクロプラスチックのサイズは5ミリメートル以下であり、動物が食べる可能性があるため、プラスチック汚染問題に別の側面が加わり、潜在的に危害を与えたり、粒子が人間に至る食物連鎖に流入したりする可能性がある。 これまでのところ、人々の健康への影響は完全には理解されていません。 ただし、マイクロプラスチック自体が唯一の懸念ではありません。
これらの破片は病原体を含む細菌を引き寄せ、それらも摂取する可能性があります。 水から微生物とプラスチックを同時に除去するために、Martin Pumera らは、魚の群れのような自然の群れを模倣して、協働して動作する多くの小さなコンポーネントで構成されるマイクロスケールのロボット システムに注目しました。
顕微鏡画像には、マイクロロボット (黄色) と、捕捉された細菌 (緑色) および小さなプラスチック片 (白色) が示されています。 | クレジット: ACS ナノ
マイクロロボットを構築するために、研究チームは正に帯電したポリマーの鎖を磁場にさらされた場合にのみ動く磁性微粒子に結合させた。 ビーズの表面から放射状に伸びるポリマーストランドは、プラスチックと微生物の両方を引き付けます。 そして完成品、つまり個々のロボットの直径は 2.8 マイクロメートルでした。 回転磁場にさらされると、ロボットは群れを成しました。 研究者らは、平らなクラスターに自己組織化するロボットの数を調整することで、群れの動きと速度を変更できることを発見した。
研究チームは研究室実験で、蛍光ポリスチレンビーズ（幅1マイクロメートル）を加え、肺炎やその他の感染症を引き起こす可能性がある緑膿菌を水槽に活発に泳がせることで、環境中のマイクロプラスチックと細菌を再現した。 次に、研究者らはマイクロロボットをタンクに追加し、10秒ごとにオンとオフを切り替えながら、回転磁場に30分間さらした。
テストした 4 つの濃度の中で最も濃度の高い 7.5 ミリグラム/ミリリットルのロボット濃度では、細菌の約 80% が捕捉されました。 一方、同じ濃度では、遊離のプラスチックビーズの数も、マイクロロボットに引き寄せられるにつれて徐々に減少しました。
その後、研究者らは永久磁石でロボットを回収し、超音波を使ってロボットに付着した細菌を除去した。 次に、除去した微生物に紫外線を照射して消毒を完了しました。 再利用しても、除染されたロボットは依然としてプラスチックと微生物を、たとえどちらも少量ではあったものの捕捉した。
このマイクロロボット システムは、水からプラスチックとバクテリアを除去するための有望なアプローチを提供します。 研究者たちは言った。
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#研究者が水からマイクロプラスチックを除去するマイクロロボットを構築
2024-05-12 14:13:41