由德國馬克斯-普朗克研究所科學家?guī)ьI的一個國際團隊最近開發(fā)出一種微型機器人,能迅速清除工業(yè)廢水中的污染物和重金屬,經(jīng)回收處理后還能循環(huán)利用,有望帶來一種高效經(jīng)濟的污水凈化方法。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)11日報道,水中的重金屬污染是工業(yè)活動帶來的常見問題,包括制造電池和電子產(chǎn)品、采礦、電鍍等,這些活動會產(chǎn)生鉛、砷、汞、鎘、鉻等重金屬,都會給生物體和環(huán)境帶來安全風險。新研究中開發(fā)的微型機器人集中在清除廢水中的鉛,是一種由三層結構組成的微管:最外層是氧化石墨烯,可吸收水中的鉛;中間層是鎳,讓微管有磁性,能通過外部磁場控制它們的運動方向;內(nèi)層是鉑,在水中加入過氧化氫后,鉑能把過氧化氫分解為水和氧氣,形成微小泡泡,從后面推動微管前進。
自推進氧化石墨烯為基礎的微機器人示意圖
研究人員發(fā)表在最近出版的《納米快報》雜志上的論文稱,每個微型機器人比人頭發(fā)還細小,可以成千上萬地投放到廢水中,自主推進、捕獲水中的重金屬,完成任務后可用磁場把它們收回來,再用酸溶液除去鉛離子,可以恢復如新再利用。
論文合著者、馬克斯-普朗克智能系統(tǒng)研究所的塞繆爾-桑徹斯說,這是把智能納米設備用于環(huán)境治理的一種新用途。利用這種自推進納米機器來捕獲污水中的重金屬,并使之轉移到其他地方或某種“閉環(huán)系統(tǒng)”中。這項研究距開發(fā)出智能修復系統(tǒng)更近了一步。智能修復系統(tǒng)讓人們能有目標地清除微量污染物,而不會產(chǎn)生新的污染。將來,可以用自動化系統(tǒng)來控制大量的微型機器人,通過磁場引導它們完成各種任務。桑徹斯說,他們還計劃把這種微型機器人擴展到清除其他污染物之用。此外,這種自推進器加功能性外層的設計還能用于如藥物遞送、傳感器等其他領域。
圈點:新發(fā)明的治污機器人不像人,沒有胳膊和腿,但微小的它能在水中巡航,一邊捕獲重金屬。它正是納米科學家期待的樣子:結構簡單,自驅動,易操控。今天我們用這類機器人治污,明天就可以命令它進攻癌細胞或病毒;小個兒的它,也能當機器人的模范。