Ένα «ψαράκι» θέλει να λύσει ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα του 21ου αιώνα
Eπιστήμονες σχεδίασαν ένα μικροσκοπικό ρομπoτικό ψάρι που είναι προγραμματισμένο να απομακρύνει τα μικροπλαστικά από τις θάλασσες και τους ωκεανούς, κολυμπώντας και απορροφώντας τα στο μαλακό, εύκαμπτο, «αυτο-θεραπευόμενο» σώμα του.
Τα μικροπλαστικά είναι τα δισεκατομμύρια μικροσκοπικά πλαστικά σωματίδια από μεγαλύτερα, θρυμματισμένα πλαστικά αντικείμενα καθημερινής χρήσης, όπως μπουκάλια νερού, ελαστικά αυτοκινήτων και μπλουζάκια. Αποτελούν ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα του 21ου αιώνα, διότι μόλις διασκορπιστούν στο περιβάλλον μέσω της διάσπασης των μεγαλύτερων πλαστικών, είναι πολύ δύσκολο να απαλλαγούμε από αυτά, με αποτέλεσμα να εισέρχονται στο πόσιμο νερό και την τροφική αλυσίδα ζώων και των ανθρώπων.
«Έχει μεγάλη σημασία η ανάπτυξη ενός ρομπότ για την ακριβή συλλογή και δειγματοληψία επιβλαβών μικροπλαστικών ρύπων από το υδάτινο περιβάλλον», δήλωσε η Yuyan Wang, ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Ερευνών Πολυμερών του Πανεπιστημίου Sichuan και ένας από τους επικεφαλής συγγραφείς της μελέτης. Η νέα εφεύρεση της ομάδας της περιγράφεται σε ερευνητική εργασία στο περιοδικό Nano Letters. «Εξ όσων γνωρίζουμε, αυτό είναι το πρώτο παράδειγμα τέτοιων ρομπότ».
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Sichuan αποκάλυψαν μια καινοτόμο λύση για τον εντοπισμό αυτών των ρύπων στα νερά: σχεδίασαν το μικροσκοπικό αυτοκινούμενο ρομπο-ψάρι που μπορεί να κολυμπά, να προσκολλάται στα ελεύθερα επιπλέοντα μικροπλαστικά και να αυτο-επιδιορθώνεται αν δεχτεί κάποιο πλήγμα.
Το ρομπο-ψάρι έχει μήκος μόλις 13 χιλιοστά και, χάρη σε ένα σύστημα λέιζερ στην ουρά του, κολυμπά και τη χτυπά με ταχύτητα σχεδόν τριών εκατοστών ανά δευτερόλεπτο – παρόμοια με την ταχύτητα με την οποία παρασύρεται το πλαγκτόν σε κινούμενο νερό.
Οι ερευνητές δημιούργησαν το ρομπο-ψάρι με στρώσεις μικροσκοπικών «φύλλων» από μόρια. Αυτό έκανε την εφεύρεσή τους εύκαμπτη, ελαστική και ικανή μαζέψει έως και 5 κιλά, σύμφωνα με τη μελέτη.
Τα βιονικά ψάρια μπορούν να απορροφούν τα μικροπλαστικά στην περιοχή γύρω τους, επειδή τα βαρέα μέταλλα στα μικροπλαστικά, οι οργανικές χρωστικές και τα αντιβιοτικά, αναπτύσσουν ισχυρούς χημικούς δεσμούς και αλληλεπιδρούν ηλεκτροστατικά με τα υλικά του ψαριού.
Το νεοδημιουργηθέν υλικό φαίνεται να έχει και αναγεννητικές ικανότητες, δήλωσε ο Wang, ο οποίος ειδικεύεται στην ανάπτυξη υλικών που αυτο-επιδιορθώνονται. Έτσι, το ρομποτικό ψάρι μπορεί να «αυτοθεραπευτεί» στο 89% και να συνεχίσει να απορροφά σκουπίδια ακόμη και στην περίπτωση που υποστεί κάποια ζημιά.
Αυτό είναι μόνο μια απόδειξη της ιδέας, σημειώνει ο Wang, και χρειάζεται πολύ περισσότερη έρευνα – ειδικά για το πώς αυτό θα μπορούσε να εφαρμοστεί ρεαλιστικά στις θάλασσας. Για παράδειγμα, το μαλακό ρομπότ λειτουργεί προς το παρόν μόνο σε υδάτινες επιφάνειες, οπότε η ομάδα του Wang θα εργαστεί σύντομα σε πιο λειτουργικά πολύπλοκα ρομπο-ψάρια που θα μπορούν να κινηθούν βαθύτερα κάτω από το νερό.
Παρόλα αυτά, αυτός ο βιονικός σχεδιασμός θα μπορούσε να αποτελέσει το εφαλτήριο για άλλα παρόμοια σχέδια, λέει ο Wang. «Νομίζω ότι η νανοτεχνολογία υπόσχεται πολλά για την προσρόφηση, συλλογή και ανίχνευση ρύπων σε ίχνη, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα και μειώνοντας παράλληλα το κόστος λειτουργίας».
Η νανοτεχνολογία θα αποτελέσσει ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες στον αγώνα κατά των μικροπλαστικών, σύμφωνα με τον Φίλιππο Δημόκριτου, διευθυντή του Κέντρου Έρευνας Νανοεπιστημών και Προηγμένων Υλικών στο Πανεπιστήμιο Rutgers, ο οποίος δεν συμμετείχε στην παρούσα μελέτη.
Το εργαστήριό του επίσης επικεντρώνεται επίσης στην αξιοποίηση της νανοτεχνολογίας για την απαλλαγή του πλανήτη από τα μικροπλαστικά – όμως αντί για τρόπους καθαρισμού, αναζητά υποκατάστατά τους.
Αυτή την εβδομάδα, ανακοίνωσε στο περιοδικό Nature Food, την εφεύρεση ενός νέου σπρέι με βάση τα φυτά, που μπορεί να χρησιμεύσει ως μία φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα πλαστικά περιτυλίγματα τροφίμων. Η μελέτη τους έδειξε ότι αυτό το σπρέι ινών με βάση το άμυλο μπορεί να κρατήσει εκτός τους παθογόνους μικροοργανισμούς και να προστατεύσει από ζημιές κατά τη μεταφορά εξίσου καλά, αν όχι καλύτερα, από τις τρέχουσες πλαστικές επιλογές συσκευασίας.
«Η νοοτροπία των τελευταίων 40 έως 50 ετών στη χημική βιομηχανία είναι: ας φτιάξουμε χημικές ουσίες, ας φτιάξουμε υλικά, ας τα ρίξουμε εκεί έξω και θα καθαρίσουμε το χάλι 20 ή 30 χρόνια αργότερα», σχολιάζει ο Δημοκρίτου. «Αυτό δεν είναι ένα βιώσιμο μοντέλο. Μπορούμε λοιπόν να συνθέσουμε ασφαλέστερα υλικά ; Μπορούμε να κατασκευάσουμε υλικά από τα απορρίμματα τροφίμων ως μέρος της κυκλικής οικονομίας και να τα μετατρέψουμε σε χρήσιμα υλικά που μπορούμε να αξιοποιήσουμε για την αντιμετώπιση του προβλήματος;»
«Υπάρχει μεγάλη διάκριση μεταξύ μιας εφεύρεσης και μιας καινοτομίας», σχολιάζει. «Μια (σ.σ μελλοντική) εφεύρεση είναι κάτι που κανείς δεν έχει σκεφτεί ακόμα. Σωστά; Αλλά η καινοτομία είναι κάτι που θα αλλάξει τη ζωή των ανθρώπων, επειδή θα αξιοποιηθεί εμπορικά, και σε διαφορετική κλίμακα».
Με πληροφορίες από Guardian
Πηγή: lifo.gr