Китайские ученые создали робо-рыбу, «питающуюся» пластиком
Китайские ученые разработали плавающего робота в форме рыбы, который может «есть» микропластик в водоемах и восстанавливать себя в случае повреждения, сообщает 19 июля газета China Daily.
Микропластики — кусочки пластика размером менее 5 мм — находятся в большом количестве и широко распространены в океанах. Они легко поедаются морскими организмами и передаются по пищевой цепочке, представляя серьезную угрозу для здоровья человека и экосистем.
Вдохновленные перламутром, прочным, долговечным и гибким материалом, получаемым из твердых раковин моллюсков, ученые из Сычуаньского университета смоделировали градиентную наноструктуру перламутра на основе графена, чтобы создать прочный, гибкий и самовосстанавливающийся нанокомпозит, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nano Letters.
Затем исследовательская группа использовала новый материал для разработки 15-миллиметрового мягкого робота, похожего на рыбу, что позволяет ему быстро плавать и поглощать микропластик в океанах.
«Мягкие роботы должны обладать высокой адаптивностью и устойчивостью к воздействию окружающей среды при работе в сложных водных средах», — сказал Ван Юянь, первый автор исследовательской работы, добавив, что существующие мягкие роботы, как правило, представляют собой гидрогели или силиконовую резину, которые по своей сути механически неполноценны, легко повреждаются и имеют трудности с интеграцией функций.
Исследование показало, что, по сравнению с традиционными структурами из однородно-дисперсных материалов, новый материал, используемый в мягком роботе в форме рыбы, имеет множество супрамолекулярных взаимодействий между слоями, что позволяет роботу восстанавливать свою надежность и функциональность даже при повреждении и продолжать операции по сбору микропластика.
Кроме того, роботизированная рыба может плавать со скоростью 2,67 длины тела в секунду. Такая скорость превышает скорость ранее зарегистрированных мягких пловцов и сравнима со скоростью планктона. В настоящее время этот мягкий робот может интегрировать только функцию направленного сбора микропластика с поверхности воды. Перед крупномасштабным применением ещё предстоит оптимизация и улучшения функций робота.
В настоящее время исследователи работают над новым материалом, который мог бы обнаруживать микропластиковые загрязнения под водой и обмениваться данными в режиме реального времени, говорится в документе.
Ожидается, что новая наноструктурная конструкция обеспечит эффективный расширенный путь для других интегрированных роботов и будет применяться во многих областях. Таких, как производство солнечной энергии, катализ химических реакций, биомедицина и аэрокосмическая промышленность.
