- Источник:
- American Chemical Society
Команда китайских ученых робота, похожего на рыбу, который собирает частички пластиковых отходов из воды. Авторы рассчитывают, что разработка поможет решить проблему загрязнения Мирового океана полимерами.
Мелкие фрагменты пластика сегодня есть повсюду на планете. Ежегодно сотни миллионов тонн полимерного мусора попадают на свалки и в воду, где они остаются десятилетиями, не разлагаясь. Крошечные частицы этих отходов съедают животные, в том числе морские. Затем вместе с морепродуктами пластик попадает в организм человека.
Такой микропластик крайне сложно удалить из водной среды: он забивается в трещины, оседает на дно. Одним из решений могло стать использование маленьких, гибких и самоходных роботов-уборщиков. Стандартные материалы, которые используют для мягких роботов — эластомеры и гидрогели, — не подходят для воды. Поэтому ученые искали альтернативу.
Вдохновением для китайских исследователей стали раковины моллюсков. Внутри они выстелены прочным и гибким веществом — перламутром. Это слоистый материал, природный композит, который под микроскопом напоминает кирпичную стену: слои «кладки» вместо цемента скрепляют шелкоподобные белки и хитин.
Именно эту структуру сымитировали разработчики: создали композит из нанолистов графена, склеенных молекулами циклодекстрина. Методом послойной сборки сделали крошечного робота в форме рыбки длинной всего 15 мм. Скользящие слои позволили ему быть гибким, но при этом прочным.
В движение бота приводит быстрое включение и выключение лазера на хвосте — свет деформирует материал, заставляя его изгибаться. Рыба умеет махать хвостом и плыть в любом направлении, развивая скорость 150 м/ч — примерно с такой же скоростью плавает активный фитопланктон.
Графеновое тело с отрицательно заряженными молекулами притягивает положительно заряженные частицы микропластика. Тесты подтвердили, что рыбка-робот настолько «липкая», что ей не нужно «дотрагиваться» до каждого фрагмента — они «приклеиваются» сами.
Материал также способен восстановиться после пореза, сохраняя все функции, что делает робота долговечным. Ученые провели первые испытания робота, теперь предстоит проверить, сможет ли он собрать пластик на морском дне, Eurek Alert.
