Roboty o velikosti 200 nm dovedou odstraňovat těžké kovy z odpadních vod, ovládat je lze magnetickým polem.
Znečištění těžkými kovy, které jsou toxické, představuje závažný problém, především pokud jde o zdroje podzemní vody. Těžké kovy unikají ze skládek a často se do prostředí dostávají při průmyslové výrobě nebo těžbě. Dostat je z vody pryč přitom není vůbec snadné. Soudobé metody zahrnují řadu kroků a bývají komplikované.
Mezinárodní výzkumný tým vyvinul jako možnou alternativu pozoruhodné nanoroboty, které dovedou odstraňovat těžké kovy z odpadní vody. Mají velikost 200 nm, jsou magnetické a zároveň citlivé na teplotu. Tvoří je polymer PTBC (pluronic tri-block copolymer) a oxid železa, díky němuž lze termosenzitivní magnetické (TM) nanoroboty ovládat vnějším magnetickým polem.
Když se TM nanoroboty umístí do chladné vody, naváží na sebe těžké kovy. V teplé vodě se tyto vazby rozpojí a je tak možné těžké kovy od nanorobotů oddělit. Takové vlastnosti nanoroboty předurčují k tomu, aby byli opakovaně použitelné.
Badatelé své miniaturní roboty otestovali v experimentech, v nichž záměrně znečistili vodu v nádrži těžkým kovem, například arzénem. Pak do znečištěné vody přidali velké množství nanorobotů a nechali je pracovat po dobu 100 minut. Poté nanoroboty z této vody odebrali a následně změřili, jaké množství těžkého kovu se jim povedlo odstranit. Ukázalo se, že nanoroboty zneškodní asi 65 % těžkého kovu v testované vodě.
Výzkum je teprve v počátcích. Badatelé v něm hodlají pokračovat a budou se snažit výkon nanorobotů ještě zlepšit, aby se mohly uplatnit v reálném prostředí. Čas ukáže, jestli je tento koncept odstraňování těžkých kovů z vody životaschopný.
Práce TM nanorobotů pro aplikace na úpravu vody: (i) TM nanoroboty se pohybují ve znečištěné vodě pod příčným rotujícím magnetickým polem (ω), (ii) znečišťující látky jsou zachytávány TM nanoroboty prostřednictvím intramicelární agregace při okolní teplotě (T) pod příčným rotujícím magnetickým polem, (iii) separace TM nanorobotů k likvidaci znečišťujících látek z matrice PTBC při nízké teplotě a (iv) TM nanoroboty se extrahují zpět pomocí externího magnetu © DOI: 10.1038/s41467-022-28406-5