(Phys.org) — Un nuovo studio mostra che uno sciame di centinaia di migliaia di minuscoli microbot, ciascuno più piccolo della larghezza di un capello umano, può essere impiegato nelle acque reflue industriali per assorbire e rimuovere i metalli pesanti tossici. I ricercatori hanno scoperto che i microbot possono rimuovere il 95% del piombo nell'acqua inquinata in un'ora, e può essere riutilizzato più volte, potenzialmente offrendo un modo più efficace ed economico per rimuovere i metalli pesanti rispetto ai metodi precedenti.

I ricercatori, Diana Vilela, et al., hanno pubblicato un articolo sui microbot che assorbono il piombo in un recente numero di Nano lettere .

"Questo lavoro è un passo verso lo sviluppo di un sistema di bonifica intelligente in cui possiamo mirare e rimuovere tracce di inquinanti senza produrre un'ulteriore contaminazione, " coautore Samuel Sánchez, al Max-Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda, Germania; l'Istituto di Bioingegneria della Catalogna a Barcellona; e l'Istituto catalano per la ricerca e gli studi avanzati di Barcellona, detto Phys.org .

L'inquinamento da metalli pesanti nell'acqua è un problema comune derivante dalle attività industriali, compresa la produzione di batterie ed elettronica, così come l'estrazione mineraria e la galvanica. Queste attività producono metalli come piombo, arsenico, mercurio, cadmio, e cromo, tutto ciò rappresenta un rischio per la sicurezza degli organismi viventi e dell'ambiente.

Nel nuovo studio, i ricercatori si sono concentrati in particolare sulla rimozione del piombo dalle acque reflue progettando microbot a forma di tubo con tre strati funzionali. Lo strato esterno di ossido di grafene assorbe il piombo dall'acqua. Lo strato intermedio, nichel, rende i microbot ferromagnetici in modo che la loro direzione di movimento possa essere controllata da un campo magnetico esterno. Lo strato interno, platino, dà ai microbot la capacità di auto-promuoversi attraverso l'acqua. Quando il perossido di idrogeno viene aggiunto alle acque reflue, il platino decompone il perossido di idrogeno in microbolle di acqua e ossigeno, e l'espulsione delle microbolle dal retro del microbot lo spinge in avanti.

Quando i microbot hanno finito di assorbire il piombo, un campo magnetico può essere utilizzato per raccoglierli tutti dall'acqua. Quindi i microbot vengono trattati in una soluzione acida per rimuovere gli ioni di piombo, che possono essere successivamente recuperati e riutilizzati. I microbot possono anche essere riutilizzati per un'ulteriore pulizia del piombo.

"Questa è una nuova applicazione di nanodispositivi intelligenti per applicazioni ambientali, " Sánchez ha detto. "L'uso di nanomacchine autoalimentate in grado di catturare metalli pesanti da soluzioni contaminate, trasportarli nei luoghi desiderati e persino rilasciarli per 'chiudere il ciclo', che è una prova di concetto per le applicazioni industriali."

Nel futuro, i microbot potrebbero anche essere controllati da un sistema automatizzato che guida magneticamente lo sciame per svolgere vari compiti.

"Abbiamo in programma di estendere i microbot ad altri contaminanti, e anche, cosa importante, ridurre i costi di fabbricazione e produrli in serie, ", ha detto Sanchez.

La combinazione di robot semoventi con strati funzionali apre anche le porte a progetti simili che potrebbero avere applicazioni in aree tra cui la consegna e il rilevamento di farmaci.

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