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科技 细菌大小的金属机器人可以实现分解微塑料 解决环境难题

本帖由 漂亮的石头2021-06-12 发布。版面名称:新闻聚焦

  1. 漂亮的石头

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    极其小块的塑料无处不在,从城市环境到原始的荒野。如果任其自生自灭,它们可能需要数百年的时间才能完全降解。由阳光激活的催化剂可以加速这一过程,但让这些化合物与微型塑料发生作用是很困难的。

    在一项概念验证研究中,研究人员在《ACS应用材料与界面》杂志上报告说,他们开发了能够“游泳”并附着在塑料上并将其分解的自我推进的微型机器人。

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    虽然塑料制品在室内无处不在,但塑料垃圾和破碎的碎片现在也在户外被到处乱扔。其中最小的塑料--尺寸小于5毫米的微塑料--很难被捡起和清除。此外,由于它们可以吸附重金属和污染物,如果不小心吃了,可能会对人类或动物造成伤害。因此,此前研究人员曾提出了一种低能耗的方法,通过使用催化剂来摆脱环境中的塑料,这种催化剂利用阳光产生高活性化合物,分解这些类型的聚合物。然而,让催化剂和微小的塑料块相互接触是一种挑战,通常需要预处理或笨重的机械搅拌器,而这并不容易扩大规模。

    马丁·普梅拉及其同事想创造一种阳光推动的催化剂,它可以向微粒子移动并抓住它们并将其分解。为了将一种催化材料转化为光驱动的微型机器人,研究人员制作了星形的钒酸铋颗粒,然后在4-8微米宽的结构上均匀地涂上磁性氧化铁。这些微机器人可以沿着迷宫般的通道游动,并在其整个长度上与微塑料碎片互动。

    研究人员发现,在可见光下,微型机器人能强烈地粘附在四种常见的塑料上。然后,研究小组将覆盖有微型机器人催化剂的四种塑料碎片在稀疏的过氧化氢溶液中照射了七天。他们观察到,塑料失去了3%的重量,所有类型的塑料的表面纹理都从光滑变成了凹陷,并且在剩余的溶液中发现了塑料的小分子和成分。研究人员说,自我推进的微型机器人催化剂为在难以到达的地方捕获和降解微塑料的系统铺平了道路。
     
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