ربات ماهی کوچولو دیده‌اید

به گزارش ایران اکونومیست؛ دانشمندان یک ربات ماهی کوچک طراحی کرده اند که برنامه ریزی شده است تا میکروپلاستیک ها را از دریاها و اقیانوس ها با شنا در اطراف و جذب آنها روی بدن نرم، انعطاف پذیر و خود ترمیم شونده خود حذف کند.

میکروپلاستیک چیست

میکروپلاستیک ها میلیاردها ذره پلاستیکی ریز هستند که از چیزهای پلاستیکی بزرگتری که هر روز استفاده می شوند مانند بطری های آب، لاستیک های ماشین و تی شرت های مصنوعی تکه تکه می شوند. آنها یکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی قرن بیست و یکم هستند، زیرا هنگامی که از طریق تجزیه پلاستیک های بزرگتر در محیط پراکنده می شوند، خلاص شدن از شر آنها بسیار سخت است و راه خود را به آب آشامیدنی، محصولات و غذا باز می کنند و به محیط زیست و حیوانات آسیب می رسانند.

یویان وانگ، محقق موسسه تحقیقات پلیمر دانشگاه سیچوان و یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، گفت: «توسعه روباتی برای جمع‌آوری و نمونه‌برداری دقیق از آلاینده‌های میکروپلاستیک مضر از محیط آبی اهمیت زیادی دارد. اختراع جدید تیم او در یک مقاله تحقیقاتی در مجله Nano Letters توضیح داده شده است. تا جایی که ما می دانیم، این اولین نمونه از این ربات های نرم است.

راه حلی نوآورانه برای ردیابی آلاینده‌ها

محققان دانشگاه سیچوان راه حلی نوآورانه برای ردیابی این آلاینده‌ها در هنگام آلودگی آب ارائه کرده‌اند: طراحی یک روبوماهی کوچک خودکششی که می‌تواند در اطراف شنا کند، به میکروپلاستیک‌های شناور آزاد بچسبد و در صورت بریده شدن خود را ثابت کند. یا در حین سفر خود آسیب دیده است.

ربات ماهی کوچولو که فقط 13 میلی متر طول دارد الهام گرفته از عناصری است که در دریا رشد می‌کنند

این روبوماهی فقط 13 میلی متر طول دارد و به لطف یک سیستم لیزری نور در دمش، تقریباً 30 میلی متر در ثانیه شنا می کند و به اطراف می زند، مشابه سرعتی که پلانکتون ها در آب متحرک به اطراف حرکت می کنند.

محققان این ربات را از مواد الهام گرفته از عناصری که در دریا رشد می‌کنند ساخته‌اند: مروارید مادر، که به نام nacre نیز شناخته می‌شود، که پوشش داخلی صدف‌های صدفی است. این تیم با لایه‌بندی ورقه‌های میکروسکوپی مختلف مولکول‌ها بر اساس گرادیان شیمیایی خاص ناکر، ماده‌ای شبیه به nacre ایجاد کردند.

بر اساس این مطالعه، این آنها را به یک ماهی روبو تبدیل کرد که کشش، انعطاف پذیر برای چرخاندن، و حتی قادر به کشیدن تا وزن 5 کیلوگرم است. مهمتر از همه، ماهی بیونیک می‌تواند تکه‌های میکروپلاستیک‌های شناور مجاور را جذب کند، زیرا رنگ‌های آلی، آنتی‌بیوتیک‌ها و فلزات سنگین موجود در میکروپلاستیک‌ها پیوندهای شیمیایی قوی و برهمکنش‌های الکترواستاتیکی با مواد ماهی دارند. این باعث می شود که آنها به سطح آن بچسبند، بنابراین ماهی می تواند میکروپلاستیک ها را از آب جمع آوری کرده و حذف کند. وانگ گفت: پس از اینکه ربات میکروپلاستیک‌ها را در آب جمع‌آوری کرد، محققان می‌توانند ترکیب و سمیت فیزیولوژیکی میکروپلاستیک‌ها را بیشتر تجزیه و تحلیل کنند.

وانگ که متخصص در توسعه مواد خود ترمیم کننده است، گفت: به علاوه، به نظر می رسد که ماده جدید ایجاد شده دارای توانایی های احیا کننده نیز باشد. بنابراین این ربات ماهی می تواند تا 89 درصد توانایی خود را التیام بخشد و حتی در صورت آسیب یا بریدگی به جذب خود ادامه دهد - که اگر به دنبال آلاینده ها در آب های خروشان برود اغلب ممکن است اتفاق بیفتد.

وانگ خاطرنشان می کند که او فقط یک اثبات مفهوم است، و تحقیقات بسیار بیشتری مورد نیاز است - به ویژه در مورد اینکه چگونه می توان این مفهوم را در دنیای واقعی مستقر کرد. به عنوان مثال، ربات نرم در حال حاضر فقط بر روی سطوح آب کار می کند، بنابراین تیم وانگ به زودی روی ماهی رباتیک پیچیده تری کار خواهد کرد که می تواند به عمق بیشتری در زیر آب برود. وانگ گفت، با این حال، این طراحی بیونیک می تواند یک سکوی پرتاب برای سایر پروژه های مشابه ارائه دهد. من فکر می‌کنم نانوتکنولوژی برای جذب ردیابی، جمع‌آوری و شناسایی آلاینده‌ها، بهبود کارایی مداخله و در عین حال کاهش هزینه‌های عملیاتی، نوید زیادی دارد.

به گفته فیلیپ دموکریتو، مدیر مرکز تحقیقات نانو علم و مواد پیشرفته در دانشگاه راتگرز که در این مطالعه شرکت نداشت، در واقع، فناوری نانو یکی از مهم‌ترین بازیگران در مبارزه با میکروپلاستیک‌ها خواهد بود.

آزمایشگاه دموکریتو همچنین بر روی استفاده از فناوری نانو برای خلاص شدن از میکروپلاستیک ها از سیاره تمرکز دارد - اما به جای پاکسازی آنها، روی جایگزینی آنها کار می کند. این هفته، در مجله Nature Food، او از اختراع یک پوشش اسپری گیاهی جدید خبر داد که می تواند به عنوان جایگزینی سازگار با محیط زیست برای پوشش های پلاستیکی مواد غذایی باشد. مطالعه موردی آنها نشان داد که این اسپری فیبر مبتنی بر نشاسته می‌تواند از عوامل بیماری‌زا محافظت کند و از آسیب‌های ناشی از حمل و نقل محافظت کند، به همان خوبی، اگر نگوییم بهتر از گزینه‌های بسته‌بندی پلاستیکی فعلی.

آیا می توانیم مواد طراحی ایمن تری را سنتز کنیم؟

دموکریتو گفت: شعار 40 تا 50 سال گذشته برای صنایع شیمیایی این است: بیایید مواد شیمیایی بسازیم، بیایید مواد بسازیم، آنها را بیرون بیاوریم و سپس 20 یا 30 سال بعد آشفتگی را پاک کنیم. «این یک مدل پایدار نیست. بنابراین آیا می توانیم مواد طراحی ایمن تری را سنتز کنیم؟ آیا می‌توانیم به عنوان بخشی از اقتصاد دایره‌ای، مواد را از ضایعات مواد غذایی استخراج کنیم و آنها را به مواد مفیدی تبدیل کنیم که بتوانیم برای رفع این مشکل از آنها استفاده کنیم؟»

دموکریتو گفت که این میوه کم آویزان برای حوزه فناوری نانو است، و با پیشرفت تحقیقات در مورد مواد، رویکرد چند جانبه جایگزینی پلاستیک در زندگی روزمره ما و فیلتر کردن باقیمانده های میکروپلاستیک آن از محیط زیست نیز بهتر خواهد شد.

دموکریتو گفت: «اما تفاوت بزرگی بین اختراع و نوآوری وجود دارد. اختراع چیزی است که هنوز کسی به آن فکر نکرده است. درست؟ اما نوآوری چیزی است که زندگی مردم را تغییر می‌دهد، زیرا آن را به سمت تجاری‌سازی می‌کند و می‌توان آن را مقیاس‌پذیر کرد.»

این مقاله توسط Sofia Quaglia از The Guardian نوشته شده است و از طریق Industry Dive Content Marketplace مجوز قانونی دریافت کرده است.