视频展示了成群的微型机器人如何同时清理微塑料和微生物

当旧食品包装、废弃的儿童玩具和其他管理不当的塑料废物分解成微塑料时，它们就变得更难从海洋和水道中清除。这些微小的塑料碎片也会吸引细菌，包括那些引起疾病的细菌。

在《ACSNano》上发表的一项研究中，研究人员描述了一群微型机器人(微型机器人)，它们可以从水中捕获塑料碎片和细菌。随后，机器人被净化并重新使用。

微塑料的尺寸为5毫米或更小，这给塑料污染问题带来了另一个维度，因为动物可以吃掉它们，从而可能受到伤害，或者将颗粒传递到最终到达人类的食物链中。到目前为止，对人们健康的影响尚不完全清楚。然而，微塑料本身并不是唯一的问题。这些碎片会吸引细菌，包括病原体，这些细菌也可能被摄入。

为了同时去除水中的微生物和塑料，研究人员MartinPumera和同事转向微型机器人系统，该系统由许多协同工作的小组件组成，模仿自然群体，如鱼群。

为了构建机器人，研究小组将带正电的聚合物链与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从珠子表面辐射出来的聚合物线会吸引塑料和微生物。

成品(单个机器人)的直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人会聚集在一起。通过调整自组织成扁平集群的机器人数量，研究人员发现它们可以改变群体的运动和速度。

在实验室实验中，研究小组通过添加荧光聚苯乙烯珠(1微米宽)并将可引起肺炎和其他感染的铜绿假单胞菌积极游动到水箱中，复制了环境中的微塑料和细菌。接下来，研究人员将微型机器人添加到水箱中，并将它们暴露在旋转磁场中30分钟，每10秒打开和关闭一次。机器人的浓度为每毫升7.5毫克，是测试的四种浓度中浓度最高的，捕获了大约80%的细菌。

与此同时，在相同的浓度下，游离塑料珠的数量也逐渐下降，因为它们被微型机器人吸引。随后，研究人员用永磁体收集机器人，并使用超声波分离附着在它们身上的细菌。然后他们将去除的微生物暴露在紫外线下，完成消毒。当重复使用时，净化后的机器人仍然会沾染上塑料和微生物，尽管两者的数量都较少。

研究人员指出，这种微型机器人系统为去除水中的塑料和细菌提供了一种有前景的方法。