Az ipari társadalmunk virágzásával párhuzamosan növekvő hulladékmennyiség egy tetemes részét teszik ki a műanyagok, melyek kisebb részekre bomolva szinte bárhová eljutnak, és kimutatható károkat okoznak az élővilágnak, illetve a táplálékláncba való bekerülésük miatt már érzékelték mikroszkopikus méretű mikroműanyagok jelenlétét az emberi szervezetben is, ráadásul egyes kutatások szerint, ha most azonnal neki is látnánk átalakítani a világ iparát a műanyagok mellőzésére, 2040-ig akkor is mintegy 710 millió tonna műanyag jutna a vizekbe. A műanyaghulladék feltakarítására már születtek erőfeszítések – mint például a nagy csendes-óceáni szemétszigetek által ihletett The Ocean Cleanup –, az American Chemical Society oldalán megjelent tanulmányban részletezett kísérleti módszer azonban kifejezetten a milliméteres nagyságú, vagy kisebb mikroműanyagok ellen venné fel a harcot.

Robust, Healable, Self-Locomotive Integrated #Robots Enabled by Noncovalent Assembled Gradient Nanostructure capable of removing #microplastics from water.@NanoLettershttps://t.co/i4s7SKauE3 pic.twitter.com/PTsmPSoOfN

— Scott Coffin, Ph.D. (@DrSCoffin) June 28, 2022

A Szecsuáni Egyetem kutatói olyan különleges felépítésű, puha halrobotokat készítettek, melyek apró termetükhöz képest gyorsan úsznak, és képesek magukba olvasztani a mikroműanyagokat, továbbá kijavítani a feladat során keletkezett sérüléseit – hívta fel rá a figyelmet a Guardian. A lágy robotokhoz használt hagyományos anyagok, hidrogélek és elasztomerek könnyen megsérülnek a vízben, éppen ezért a kutatók a kagylóhéj belső felületén található gyöngyházréteg anyagát vették alapul Xinxing Zhang és munkatársai a halrobotok tervezésekor.

Elkeserítőek a műanyagszennyezés jövőbeli alakulásáról végzett új modellszámítások Az elemzők szerint még ha most rögtön neki is látnánk az intézkedéseknek, a környezetszennyezés miatt akkor is 710 millió tonna műanyag kerül 2040-ig a vizekbe.

A kutatók a robothalak megalkotásához mikroszkopikus méretű molekularétegeket helyeztek egymásra, a gyöngyház felépítését utánozva: összekapcsolták a β-ciklodextrin molekulákat a szulfonált grafénnel, így hozták létre a nanolemezeket, melyek oldatait különböző koncentrációkban poliuretán-latex egyvelegekkel keverték össze, majd ezekből hozták létre rétegenként a 15 milliméteres halrobotokat. A bionikus halak megkötik a közelben szabadon lebegő mikroműanyag-darabkákat, mivel a mikroműanyagokban lévő szerves festékek, antibiotikumok és nehézfémek erős kémiai kötéseket hoznak létre és elektrosztatikus kölcsönhatásokba lépnek a hal anyagaival.

Ezek a robothalak a rájuk irányított infravörös tartományban működő lézersugár hatására összehúzódnak, így azokat a lézer szervezett módon történő ki-be kapcsolgatása révén lehet mozgásra bírni, ér irányítani. A robot másodpercenként a saját testhosszának 2,67-szeresét tudta megtenni – ez a sebesség a kutatók elmondása szerint gyorsabb, mint a többi úszó lágyrobot sebessége, és nagyjából megegyezik a vízben mozgó aktív fitoplankton gyorsaságával. A robothalak a tervezőik szerint akár 5 kg-ot is képesek húzni.

(Fotó: Nano Letters 2022)

Példátlan szeméthegyek borítják a Maldív-szigeteket Extrém magas a mikroműanyag-szennyezettség a Maldív-szigetek körüli vizekben, aminek súlyos következményei lehetnek a korallzátonyok élővilágára, de a szigetlakók megélhetését is fenyegeti.