Крошечные самоходные рыбы роботы могут плавать, цепляться за свободно плавающий микропластик и сами чинить себя, если они повреждаются, пишет «Тhe guardian».
Микропластик — это миллиарды крошечных пластиковых частиц, которые фрагментируются от более крупных пластиковых вещей, используемых каждый день, таких как бутылки с водой, автомобильные шины и синтетические футболки. Они являются одной из самых больших экологических проблем 21-го века, потому что, как только они рассеиваются в окружающей среде путем разрушения более крупных пластмасс, от них очень трудно избавиться, проникая в питьевую воду и продукты питания, нанося вред окружающей среде, здоровью животных и человека.
«Очень важно разработать робота для точного сбора и отбора проб вредных микропластиковых загрязнителей из водной среды», — сказал Юян Ван, исследователь из Института исследований полимеров Сычуаньского университета и один из ведущих авторов исследования. Новое изобретение их команды описано в исследовательской статье в журнале Nano Letters. «Насколько нам известно, это первый пример таких роботов».
Робо-рыба имеет длину всего 13 мм и благодаря световой лазерной системе в хвосте плавает и взмахивает со скоростью почти 30 мм в секунду, аналогично скорости, с которой планктон дрейфует в движущейся воде.
Исследователи создали робота из материалов, вдохновленных элементами, которые встречаются в море: перламутр, который является внутренним покрытием раковин моллюсков. Команда создала материал, похожий на него, наслаивая различные микроскопические листы молекул в соответствии со специфическим химическим градиентом перламутра.
В результате робо-рыба получилась эластичной, гибкой для скручивания и даже способна поднимать до 5 кг в весе, согласно исследованию. Самое главное, что бионическая рыба может адсорбировать близлежащие свободно плавающие кусочки микропластика, потому что органические красители, антибиотики и тяжелые металлы в микропластиках имеют сильные химические связи и электростатические взаимодействия с материалами рыбы. Это заставляет их цепляться за поверхность, поэтому рыба может собирать и удалять микропластик из воды. «После того, как робот собирает микропластик в воде, исследователи могут дополнительно проанализировать состав и физиологическую токсичность микропластика», — сказал Ван.
Кроме того, недавно созданный материал также, по-видимому, обладает регенеративными способностями, сказал Ван, который специализируется на разработке самовосстанавливающихся материалов. Таким образом, рыба-робот может исцелить себя до 89% своей способности и продолжать адсорбцию даже в том случае, если она испытывает некоторые повреждения или порезы, что может происходить часто, если она отправляется на охоту за загрязняющими веществами в бурных водах.
Например, мягкий робот в настоящее время работает только на водных поверхностях, поэтому команда Вана скоро будет работать над более функционально сложными робо-рыбами, которые могут углубляться под воду. Тем не менее этот бионический дизайн может предложить стартовую площадку для других подобных проектов.
«Я думаю, что нанотехнологии имеют большие перспективы для адсорбции следов, сбора и обнаружения загрязняющих веществ, повышая эффективность вмешательства при одновременном снижении эксплуатационных расходов», сказал Ван.