Khử kim loại gây ô nhiễm nước bằng robot siêu nhỏ

Công thức ứng dụng của nanorobot trong khử kim loại nặng.

Trong bài báo đăng trên tạp chí Nature Communications, nhóm nghiên cứu đã mô tả cách các nanorobot của họ hoạt động tốt như thế nào khi được thử nghiệm.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, kim loại nặng xâm nhập vào mực nước ngầm thông qua bãi rác, hoạt động khai thác mỏ và bãi thải công nghiệp. Các kim loại nặng phải được loại bỏ khỏi nguồn nước.

Tuy nhiên, những phương pháp hiện tại yêu cầu các quy trình phức tạp gồm nhiều bước để loại bỏ kim loại nặng. Trong nỗ lực mới này, các nhà nghiên cứu báo cáo một giải pháp thay thế khả thi là nanorobot.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển những robot siêu nhỏ từ tính cảm ứng nhiệt. Chúng có khả năng liên kết với các kim loại nặng trong một số trường hợp nhất định. Đồng thời, robot có thể giải phóng vào một số kim loại khác. Mỗi robot rộng 200 nanomet và được chế tạo bằng cách sử dụng chất đồng trùng hợp ba khối pluronic (PTBC) cùng ôxit sắt. Nhờ đó, cho phép chúng được điều khiển thông qua từ trường.

Chất đồng trùng hợp là một PTBC nhạy cảm với nhiệt độ. Khi đặt trong nước mát, vật liệu liên kết với các kim loại nặng. Khi được đặt trong nước ấm, các liên kết giãn ra. Từ đó, cho phép các kim loại tách ra khỏi vật liệu.

Trên thực tế, điều này có nghĩa là một nhóm nanorobot có thể được đặt vào một mẫu nước mát. Tại đó, robot sẽ phân tán tự nhiên và liên kết với bất kỳ kim loại nặng nào mà chúng gặp. Sau đó, các robot có thể sử dụng từ trường ở một vị trí riêng biệt - nơi nước được làm nóng, để hút các kim loại. Đáng chú ý, sự sắp xếp này cho phép các nhà khoa học tái sử dụng nanorobot.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm những robot nhỏ bé này bằng cách thêm một số kim loại nặng như asen vào bể nước. Sau đó, họ đưa các nanorobot vào nước. Đồng thời, để mẫu thử trong 100 phút khi các nanorobot thu thập kim loại. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu thu thập các nanorobot và đo lường lượng nguyên tố nặng đã được loại bỏ khỏi nước.

Kết quả là, xấp xỉ 65% kim loại nặng được loại bỏ. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, công việc của họ vẫn đang trong giai đoạn đầu. Nhóm cho biết đang lên kế hoạch tiếp tục thử nghiệm các robot. Từ đó, tìm hiểu xem liệu chúng có thể được sử dụng trong môi trường thực tế hay không.