细菌大小的金属机器人挑战微塑料——并通过分解它们赢得胜利

金属微生物

金属微型机器人(深蓝色的圆点)在可见光下聚集在一片锯齿状的微塑料上,将塑料分解成更小的分子。出处:改编自ACS应用材料与界面2021年,DOI: 10.1021/acsami.1c04559

小塑料碎片到处都是,从城市环境延伸到原始的荒野。如果让它们自行降解,可能需要数百年时间才能完全降解。被阳光激活的催化剂可以加速这一过程,但让这些化合物与微塑料相互作用是困难的。在一项概念验证研究中,研究人员报告ACS应用材料和界面开发出自推进的微机器,可以游泳,附着在塑料中并折断它们。

虽然塑料制品在室内,塑料废物和破碎的位现在也户外落下。最小的这些 - 微薄的尺寸小于5毫米 - 很难拾取和去除。此外,如果意外消耗,它们可以吸收重金属和污染物,可能会损害人类或动物。因此,以前的研究人员通过使用使用阳光来产生分解这些类型聚合物的高反应性化合物的催化剂提出了一种低能量的方式来摆脱环境中的塑料。然而,通过彼此接触的催化剂和微小的塑料件具有挑战性,并且通常需要预处理或庞大的机械搅拌器,这并不容易缩放。Martin Pumera及其同事希望创造一种阳光推进的催化剂,其朝向和锁定在微粒上并拆除它们。

为了将催化材料转化为光驱动的微机器,研究人员制成了钒酸盐的星状颗粒,然后用磁性氧化铁均匀地涂覆4-8μm宽的结构。微机器可以在迷宫中游泳,并沿着整个长度与微塑料件相互作用。研究人员发现,在可见光下,微吸管强烈地升至四种常见类型的塑料。然后,该团队在稀释的过氧化氢溶液中照亮了用微毒液催化剂覆盖的四个塑料的碎片。他们观察到塑料损失了其重量的3%,并且所有类型的表面纹理从光滑转变为凹陷,左侧溶液中发现了小分子和塑料的组分。研究人员表示,自推进的微管催化剂展开了朝向能够在难以到达位置捕获和降解微薄塑料的系统的方法。

参考文献:“塑料废物中的迷宫:通过Sehsen Beladi-Mousavi,SožaHermanová,Yulong ying,Jan Plutnar和Martin Pumera,195年5月19日,Micoplostics的自主运动光催化微型粉末ACS应用材料和界面
DOI: 10.1021 / acsami.1c04559

作者承认欧洲区域发展基金的资金。

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