Чешки учени разработиха иновативна магнитна технология

Чешки учени са създали рояци от миниатюрни роботи, които могат ефективно да извличат микропластмаса от почвата и водата. Разработката, цитирана от научното издание "Физ.орг", предлага потенциално решение на един от най-трудните за овладяване екологични проблеми в световен мащаб.

Невидимата заплаха

Микропластмасите са пластмасови частици с размер под 5 милиметра, които представляват сериозна и постоянно нарастваща заплаха за екосистемите. Присъствието им в природата нарушава плодородието на почвата, прекъсва естествения кръговрат на хранителните вещества и уврежда както водния, така и сухоземния живот. Най-голямата опасност идва от способността им да се придвижват нагоре по хранителната верига, достигайки до човека.

Отстраняването им до момента се смяташе за изключително сложна задача. В почвата тези миниатюрни фрагменти се заклещват плътно между минералите и органичната материя, което прави конвенционалното им извличане почти невъзможно.

Технологията зад магнитните чистачи

За да преодолеят това препятствие, авторите на изследването са конструирали микроскопични роботи, базирани на частици, известни като максени (MXene). Те са изградени от ултратънки слоеве, подредени един върху друг, което им осигурява голяма контактна площ и специфична повърхностна химия, идеална за привличане и задържане на пластмасови молекули.

Учените са покрили тези слоеве с магнитни никелови наночастици. Това позволява на миниатюрните устройства да бъдат управлявани и задвижвани чрез външни, въртящи се магнитни полета.

При тестовете рояци от тези микророботи са били пуснати във водни и почвени проби, умишлено замърсени с пластмаса. Под въздействието на магнитното поле те са започнали да се въртят, да се преобръщат в течността и да се провират през най-тесните пролуки в почвената структура. Движейки се, техните лепкави повърхности са улавяли срещнатите микропластмаси. Накрая изследователите просто са използвали силен магнит, за да изтеглят обратно роботите заедно с целия събран пластмасов товар.

Впечатляващи резултати

Лабораторните експерименти показват изключително висока ефективност на метода. Във водна среда миниатюрните чистачи са успели да отстранят около 94 процента от тестовите полистиролни частици и 89 процента от полимера полиетилентерефталат (PET) в рамките само на един час.

При по-сложната структура на почвата резултатите също са обнадеждаващи – извлечени са около 81 процента от полистирола и 72 процента от PET пластмасата.

Въпреки високия процент на успеваемост, изследователите подчертават, че до момента тестовете са провеждани само в контролирана лабораторна среда. Предстоят мащабни полеви изпитания, които трябва да докажат дали иновативният подход ще работи също толкова добре и в реални условия.