捕獲污水重金屬微型機器人引領綠色智能
近日,來自權威媒體的報道消息稱,水中的重金屬污染是工業活動帶來的常見問題,包括制造電池和電子產品、采礦、電鍍等,這些活動會產生鉛、砷、汞、鎘、鉻等重金屬,都會給生物體和環境帶來安全風險。
事實上,新研究中開發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。
研究人員發表在最近出版的知名雜志上的論文稱,每個微型機器人比人頭發還細小,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·普朗克智能系統研究所的塞繆爾·桑徹斯說,這是把智能納米設備用于環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“閉環系統”中。這項研究距開發出智能修復系統更近了一步。智能修復系統讓人們能有目標地清除微量污染物,而不會產生新的污染。
將來,可以用自動化系統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。