أسراب من الروبوتات المجهرية لإنقاذ المحيطات ولكن كيف تعمل ؟
في دراسة حديثة نشرت في مجلة ACS Nano، ابتكر باحثون أسرابًا من الروبوتات المجهرية (microrobots) قادرة على التقاط البلاستيك والبكتيريا من الماء. وتشكل هذه الروبوتات أملًا جديدًا في مكافحة التلوث البلاستيكي والبكتيري في المحيطات. ولبناء الروبوتات، ربط الفريق خيوطًا من البوليمر موجب الشحنة بالجسيمات المغناطيسية الدقيقة، التي تتحرك فقط عند تعرضها لمجال مغناطيسي. تجذب خيوط البوليمر، التي تشع من سطح الخرز، المواد البلاستيكية والميكروبات. والمنتجات النهائية – الروبوتات الفردية – يبلغ قطرها 2.8 ميكرومتر. عند تعرضها لمجال مغناطيسي دوار، احتشدت الروبوتات معًا. ومن خلال تعديل عدد الروبوتات التي نظمت نفسها في مجموعات مسطحة، وجد الباحثون أنهم يستطيعون تغيير حركة السرب وسرعته.
تجربة عملية لـتنظيف الماء
في التجارب المعملية، قام الفريق بتكرار المواد البلاستيكية الدقيقة والبكتيريا في البيئة عن طريق إضافة حبات البوليسترين الفلورسنت (بعرض 1 ميكرومتر) والسباحة النشطة لبكتيريا Pseudomonas aeruginosa، والتي يمكن أن تسبب الالتهاب الرئوي والتهابات أخرى، في خزان المياه. بعد ذلك، أضاف الباحثون روبوتات صغيرة إلى الخزان وقاموا بتعريضها لمجال مغناطيسي دوار لمدة 30 دقيقة، مع تشغيله وإيقافه كل 10 ثوانٍ. ولأن تركيز الروبوت 7.5 ملليجرام لكل ملليلتر، وهو الأكثر كثافة من بين التركيزات الأربعة التي تم اختبارها، يتمكن من التقاط ما يقرب من 80% من البكتيريا.
وفي الوقت نفسه، عند نفس التركيز، ينخفض أيضًا عدد الخرزات البلاستيكية الحرة تدريجيًّا؛ حيث تم سحبها إلى الروبوتات الدقيقة. بعد ذلك، جمع الباحثون الروبوتات بمغناطيس دائم واستخدموا الموجات فوق الصوتية لفصل البكتيريا الملتصقة بها. ثم قاموا بعد ذلك بتعريض الميكروبات التي تمت إزالتها للأشعة فوق البنفسجية، لاستكمال عملية التطهير. عند إعادة استخدامها، لا تزال الروبوتات التي تم تطهيرها تلتقط البلاستيك والميكروبات، وإن كانت بكميات أقل من كليهما. ويشير الباحثون إلى أن هذا النظام الروبوتي الصغير يوفر طريقة واعدة لتخليص المياه من البلاستيك والبكتيريا؛ حيث أظهرت التجارب المعملية كفاءة هذه الروبوتات في تنظيف الماء من البلاستيك والبكتيريا.
التأثير على الصحة
لا تزال الآثار الصحية للمواد البلاستيكية الدقيقة قيد البحث، لكنها قد تسبب ضررًا للحيوانات والبشر على حدٍ سواء. فقد تسبب هذه الجزيئات انسدادًا في الجهاز الهضمي للحيوانات البحرية، كما قد تطلق مواد كيميائية ضارة في الماء. وحتى الآن، لم يتم فهم الآثار الصحية على الناس بشكل كامل، لكن من الواضح أن التلوث البلاستيكي يُشكل خطرًا على صحتنا.
فوائد محتملة
تقدم هذه التقنية الجديدة الواعدة تجربة فريدة لتنظيف المحيطات والمجاري المائية من البلاستيك والبكتيريا. ومع استمرار تطويرها وتحسين كفاءتها يمكن أن تصبح هذه الروبوتات أداة قوية في مكافحة التلوث البحري وحماية البيئة.
اقرأ أيضًا:
ابتكار روبوتات لينة لعلاج تجلطات الدم