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微型鱼形机器人“游”来游去捡拾微型塑料
2022年07月11日    阅读量:723     新闻来源:中国橡胶网 zimite.com    |  投稿

“由非共价组装梯度纳米结构实现的坚固、可治愈、自行式集成机器人”
纳米字母

微塑料在地球上几乎无处不在,如果摄入,可能对动物有害。但很难从环境中去除这些微小颗粒,尤其是当它们沉降到水道底部的角落和裂缝中时。现在,美国化学学会《纳米快报》的研究人员发明了一种光激活的鱼类机器人,它可以快速“游动”,从环境中拾取和移除微塑料。

由于微塑料会落入裂缝和裂缝中,因此很难从水生环境中去除。提出的一个解决方案是使用小型、灵活、自行式机器人来接触这些污染物并将其清理干净。但用于软机器人的传统材料是水凝胶和弹性体,它们在水环境中很容易损坏。另一种被称为珍珠母的物质,也被称为珍珠层,它坚固而有弹性,存在于蛤蜊壳的内表面。珍珠层有一个微观梯度,从一面有大量的碳酸钙矿物聚合物复合物,到另一面有一种主要的丝蛋白填料。受这种天然物质的启发,张新星和同事们想尝试一种类似的梯度结构,为软机器人创造一种耐用且可弯曲的材料。

研究人员将β-环糊精分子与磺化石墨烯相连,形成复合纳米片。然后将不同浓度的纳米片溶液加入聚氨酯乳液混合物中。一种逐层组装的方法使纳米复合材料形成了一个有序的浓度梯度,通过这种材料,研究小组形成了一个15毫米(约半英寸)长的微型鱼类机器人。快速打开和关闭鱼尾巴上的近红外光激光器,使其摆动,推动机器人前进。该机器人每秒可以移动2.67个身体长度,这一速度比之前报道的其他软泳机器人快,与活跃的浮游植物在水中移动的速度大致相同。研究人员表明,游动的鱼类机器人可以反复吸附附近的聚苯乙烯微塑料,并将其运输到其他地方。这种材料也可以在被切割后自行愈合,仍然保持其吸附微塑料的能力。由于鱼类机器人的耐久性和速度,研究人员表示,它可以用于监测恶劣水环境中的微塑料和其他污染物。

作者感谢中国国家重点研究开发项目、国家自然科学基金和四川省杰出青年自然科学基金的资助。

标签:产品资讯化工商道机械设备聚合物市场评论塑料原料橡胶制品行业资讯仪器设备
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