Les microplastiques se trouvent presque partout sur Terre et peuvent être nocifs pour les animaux s’ils sont ingérés. Mais il est difficile d’éliminer ces minuscules particules de l’environnement, surtout lorsqu’elles se déposent dans les coins et recoins au fond des cours d’eau. Désormais, les chercheurs de l’ACS Nano-lettres ont créé un robot poisson activé par la lumière qui « nage » rapidement, ramassant et éliminant les microplastiques de l’environnement.
Parce que les microplastiques peuvent tomber dans les fissures et les crevasses, ils ont été difficiles à éliminer des environnements aquatiques. Une solution qui a été proposée consiste à utiliser de petits robots flexibles et autopropulsés pour atteindre ces polluants et les nettoyer. Mais les matériaux traditionnels utilisés pour les robots mous sont les hydrogels et les élastomères, et ils peuvent être facilement endommagés dans les milieux aquatiques. Un autre matériau appelé nacre, également connu sous le nom de nacre, est solide et flexible et se trouve sur la surface intérieure des coquilles de palourde. Les couches de nacre ont un gradient microscopique, allant d’un côté avec beaucoup de composites minéraux-polymères de carbonate de calcium à l’autre côté avec principalement une charge de protéines de soie. Inspirés par cette substance naturelle, Xinxing Zhang et ses collègues ont voulu essayer un type similaire de structure de gradient pour créer un matériau durable et pliable pour les robots mous.
Les chercheurs ont lié β-des molécules de cyclodextrine au graphène sulfoné, créant des nanofeuillets composites. Ensuite, des solutions des nanofeuilles ont été incorporées à différentes concentrations dans des mélanges de latex de polyuréthane. Une méthode d’assemblage couche par couche a créé un gradient de concentration ordonné des nanocomposites à travers le matériau à partir duquel l’équipe a formé un minuscule poisson robot de 15 mm (environ un demi-pouce) de long. Allumer et éteindre rapidement un laser à lumière proche infrarouge à la queue d’un poisson l’a fait battre, propulsant le robot vers l’avant. Le robot pouvait se déplacer de 2,67 longueurs de corps par seconde, une vitesse plus rapide que celle rapportée précédemment pour d’autres robots nageurs mous et qui est à peu près la même vitesse que le phytoplancton actif se déplaçant dans l’eau. Les chercheurs ont montré que le robot poisson nageur pouvait adsorber à plusieurs reprises les microplastiques de polystyrène à proximité et les transporter ailleurs. Le matériau pourrait également se cicatriser après avoir été coupé, tout en conservant sa capacité à adsorber les microplastiques.
En raison de la durabilité et de la vitesse du robot poisson, les chercheurs affirment qu’il pourrait être utilisé pour surveiller les microplastiques et autres polluants dans les environnements aquatiques difficiles.
Robots intégrés robustes, guérissables et auto-locomotifs activés par une nanostructure à gradient assemblé non covalent, Nano-lettres (2022). DOI : 10.1021/acs.nanolett.2c01375