光激活的鱼形机器人可吸收水中的微塑料

2022年07月01日 16:00 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,关于微塑料对环境和生物体健康构成的危险,我们还有很多东西需要了解,但有一点是明确的,它们的存在是广泛的,而且只会越来越多。科学家们已经想出了一个新颖的清理解决方案,它从大自然中汲取灵感,以一种类似鱼的机器人的形式,可以在水中移动,并在移动中吸收小塑料碎片。

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这种光激活的机器人是中国科学家们的杰作,他们正在寻找改进目前旨在清理受污染水体的软体机器人的方法。这些机器人通常是用水凝胶和弹性体制成的,在这些环境中不能很好地站立,因此科学家们转向了珍珠母,这是一些软体动物(如蛤蜊)分泌的复合材料,作为其内壳的一层。

这种材料有一个微观的梯度,从一侧的碳酸钙矿物聚合物复合材料过渡到另一侧主要承载丝蛋白填充物。该团队能够通过创造由内部疏水、外部亲水的分子与磺化石墨烯组成的复合纳米片来模仿这种梯度结构。

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这些纳米片被掺入不同浓度的聚氨酯乳胶混合物,然后逐层组装,以创造一个模仿珍珠中发现的有序梯度。然后,这被塑造成一个鱼形的小机器人,尺寸仅为15毫米(0.6英寸),其尾部有一个近红外激光灯,具有令人印象深刻的耐久性和灵活性。

打开和关闭这个激光器会使尾巴扇动,机器鱼每秒可以游的距离大约是其自身体长的2.67倍。该团队表示,这比类似的软体游泳机器人的速度要快,与浮游植物的速度差不多。通过他们的实验,该团队能够表明,该机器人能够反复吸附聚苯乙烯微塑料,并将它们运送到其他地方。令人印象深刻的是,它还可以在被切割后自行愈合,而不影响其吸附能力。

科学家们表示,这种耐久性,加上机器人的速度和吸收塑料颗粒的能力,可以使它成为解决恶劣水生环境中微塑料污染的宝贵工具,并可能为其他类似应用的多功能机器人提供一个蓝图。

这项研究发表在《纳米通讯》杂志上。

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