미세플라스틱 줍는 작은 물고기형 로봇 수영

미세플라스틱은 지구상의 거의 모든 장소에 있어 섭취하면 동물에게 해를 끼칠 수 있습니다. 그러나 이런 작은 입자를 환경에서 제거하기는 어렵다.특히 물길 바닥의 움푹 패인 곳이나 구덩이에 들어가면. 현재 ACS 나노레터스 연구자들은 환경에서 미세플라스틱을 주워 제거하는 광활성어로봇을 빠르게 '수영'할 수 있도록 만들었다.

미세 플라스틱은 갈라지거나 갈라질 수 있기 때문에 수생 환경에서 제거하기 어려웠습니다. 제안된 해결책 중 하나는 작고 유연성 있는 자주식 로봇을 사용하여 오염물질을 제거하는 것입니다 그러나 소프트 로봇에 사용되는 전통적인 재료는 하이드로겔과 엘라스토머로 수생 환경에서 쉽게 손상을 입을 수 있다. 일명 나클이라고도 불리는 또 하나의 나전이라 불리는 물질은 튼튼하고 유연성이 있어 조개껍질 안쪽 표면에 발견된다. Nacre층은 미소한 경사를 가지며, 많은 탄산칼슘 미네랄-폴리머 복합체를 가진 한편에서 대부분 비단 단백질 필러를 가진 다른 쪽으로 향한다. 이 천연물질에서 영감을 얻은 신흥국과 동료들은 소프트 로봇을 위한 내구성과 굴곡성 있는 소재를 만들기 위해 비슷한 유형의 경사 구조를 시험하고 싶었다.

연구진은 베타-시클로덱스트린 분자를 술폰화 그래핀에 연결해 복합 나노시트를 만들었다. 이후 나노시트의 용액을 폴리우레탄 라텍스 혼합물에 다른 농도로 혼입했다. 층별 조립법은 나노복합체의 농도 구배를 15mm(약 0.5인치)의 작은 물고기로봇을 형성하는 재료를 통해 순서화된 농도 구배를 생성했다. 물고기 꼬리로 근적외선 레이저를 빠르게 켜고 로봇을 앞으로 밀어냈다. 이 로봇은 1초에 2.67구의 길이를 이동할 수 있었습니다.이는 다른 소프트 스위밍 로봇에서 이전에 보고된 것보다 빠르고 물속에서 움직이는 액티브 식물 플랑크톤과 거의 같은 속도입니다. 연구진은 수영하는 물고기로봇이 인근 폴리스틸렌 미세플라스틱을 반복적으로 흡착해 다른 곳으로 옮길 수 있다는 것을 보여줬다. 또한 절단 후에도 미세 플라스틱을 흡착하는 능력을 유지하면서 자동으로 복구할 수 있습니다. 물고기 로봇의 내구성과 속도 때문에 연구자들은 이 로봇이 엄격한 물 환경의 미세 플라스틱이나 기타 오염 물질을 감시하는 데 사용될 수 있다고 말합니다.

저자들은 중국 조성금의 국가 중점 연구개발 프로그램, 중국 조성금의 국립자연과학재단, 쓰촨 성의 저명한 젊은 학자들을 위한 자연과학기금으로부터의 자금 제공을 허용하고 있다.