Les scientifiques ont conçu un petit poisson robotique programmé pour éliminer les microplastiques des mers et des océans en nageant autour et en les adsorbant sur son corps doux, flexible et auto-cicatrisant.
Les microplastiques sont les milliards de minuscules particules de plastique qui sont fragmentées à partir des gros articles en plastique que nous utilisons tous les jours, comme les bouteilles d’eau, les pneus de voiture et les t-shirts synthétiques. Ils sont l’un des plus grands problèmes environnementaux du 21e siècle car une fois libérés dans l’environnement par la dégradation de plastiques plus gros, ils sont très difficiles à éliminer, finissant dans l’eau potable, les produits et les aliments, nuisant à l’environnement, aux animaux et aux animaux. Santé humaine.
« Il est d’une grande importance de développer un robot qui collecte et échantillonne avec précision les polluants microplastiques nocifs de l’environnement aquatique », a déclaré Yuyan Wang, chercheur à l’Institut de recherche sur les polymères de l’Université du Sichuan et l’un des principaux auteurs de l’étude. La nouvelle invention de son équipe est décrite dans un article de recherche publié dans la revue Nano Letters. « A notre connaissance, il s’agit du premier exemple de tels robots mous. »
Des chercheurs de l’Université du Sichuan ont trouvé une solution innovante pour traquer ces polluants dans la pollution de l’eau : développer un minuscule poisson robotique autopropulsé qui peut nager, s’accrocher aux microplastiques flottants et se réparer s’il est coupé ou endommagé. lors de son expédition.
Le robot-poisson ne mesure que 13 mm de long et grâce à un système laser léger dans sa queue, il nage et bat à près de 30 mm par seconde, similaire à la vitesse à laquelle le plancton se propulse dans l’eau en mouvement.
Les chercheurs ont créé le robot à partir de matériaux inspirés d’éléments qui prospèrent dans la mer : la nacre, également appelée nacre, qui est la paroi interne des coquillages. L’équipe a créé un matériau semblable à la nacre en superposant différentes couches microscopiques de molécules selon le gradient chimique spécifique de la nacre.
Cela les a transformés en un robot-poisson extensible, flexible pour se tordre et même tirer jusqu’à 5 kg de poids, selon l’étude. Plus important encore, le poisson bionique peut adsorber des morceaux de microplastique flottant librement à proximité, car les colorants organiques, les antibiotiques et les métaux lourds contenus dans le microplastique forment de fortes liaisons chimiques et des interactions électrostatiques avec les matériaux du poisson. Cela les fait coller à sa surface, permettant aux poissons de collecter des microplastiques et de les retirer de l’eau. « Une fois que le robot a collecté les microplastiques dans l’eau, les chercheurs peuvent analyser plus en détail la composition et la toxicité physiologique des microplastiques », a déclaré Wang.
Le matériau nouvellement créé semble également avoir des capacités de régénération, a déclaré Wang, qui se spécialise dans le développement de matériaux d’auto-guérison. Cela permet au poisson robotique de se soigner à 89% de sa capacité et de continuer à s’adsorber même en cas de dommage ou de coupure – ce qui peut souvent arriver lors de la chasse aux polluants dans des eaux agitées.
Ce n’est qu’une preuve de concept, note Wang, et beaucoup plus de recherches sont nécessaires, en particulier sur la façon dont cela pourrait être déployé dans le monde réel. Par exemple, le robot mou ne fonctionne actuellement que sur les surfaces d’eau, donc l’équipe de Wang travaillera bientôt sur des robots-poissons plus complexes sur le plan fonctionnel qui peuvent aller plus profondément sous l’eau. Pourtant, cette conception bionique pourrait fournir une rampe de lancement pour d’autres projets similaires, a déclaré Wang. « Je pense que la nanotechnologie est prometteuse pour l’adsorption des traces, la collecte et la détection des contaminants, l’amélioration de l’efficacité des interventions tout en réduisant les coûts opérationnels. »
En fait, les nanotechnologies seront l’un des acteurs clés de la lutte contre les microplastiques, selon Philip Demokritou, le directeur du Centre de recherche sur les nanosciences et les matériaux avancés de l’Université Rutgers, qui n’a pas participé à cette étude.
Le laboratoire de Demokritou se concentre également sur l’utilisation de la nanotechnologie pour éliminer les microplastiques de la planète – mais au lieu de le nettoyer, ils s’efforcent de le remplacer. Cette semaine, il a annoncé dans le magazine Nature Food l’invention d’un nouveau revêtement en spray à base de plantes qui peut servir d’alternative écologique aux emballages alimentaires en plastique. Leur étude de cas a montré que ce spray à base de fibres à base d’amidon peut également repousser les agents pathogènes et protéger contre les dommages dus au transport, sinon mieux que les emballages en plastique actuels.
« La devise de l’industrie chimique des 40 à 50 dernières années a été : fabriquons des produits chimiques, fabriquons des matériaux, sortons-les, puis 20 ou 30 ans plus tard, nettoyons le gâchis », a déclaré Demokritou. « Ce n’est pas un modèle durable. Alors pouvons-nous synthétiser des matériaux de conception plus sûrs ? Dans le cadre de l’économie circulaire, pouvons-nous prendre des matériaux provenant des déchets alimentaires et les transformer en matériaux utiles que nous pouvons utiliser pour résoudre ce problème ? »
C’est un fruit à portée de main pour le domaine de la nanotechnologie, a déclaré Demokritou, et à mesure que la recherche sur les matériaux s’améliore, l’approche à plusieurs volets pour remplacer le plastique dans notre vie quotidienne et filtrer ses résidus microplastiques de l’environnement s’améliore également.
« Mais il y a une grande différence entre une invention et une innovation », a déclaré Demokritou. « L’invention est une chose à laquelle personne n’a pensé. Droit? Mais l’innovation est quelque chose qui va changer la vie des gens parce qu’elle parvient à la commercialisation et peut être étendue.
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