ابتكار روبوتات صغيرة تنزع البكتيريا والجسيمات البلاستيكية الدقيقة من الماء

تمكن العلماء من صناعة "روبوتات" صغيرة قادرة على إزالة الشوائب والجسيمات البلاستيكية الدقيقة من المياه. 

حيث تتمتع هذه الروبوتات الصغيرة بقدرة على التخلص من البكتيريا الضارة التي غالبًا ما تترافق مع الجسيمات البلاستيكية.

مصدر المواد البلاستيكية الدقيقة

المواد البلاستيكية الدقيقة هي قطع صغيرة من البلاستيك والتي يقل قطرها عن 5 ملم، وهي تأتي من عدد من المصادر، وتشمل النفايات البلاستيكية العائمة التي تنقسم إلى قطع أصغر، وبعض المنتجات مثل معجون الأسنان الذي يحتوي على حبيبات بلاستيكية دقيقة، والملابس الاصطناعية التي تتساقط منها الألياف أثناء غسلها، وإطارات السيارات التي تطلق قطعاً صغيرة جداً من المطاط والتي تشق طريقها إلى قنوات تصريف المياه.

كيف تؤثر المواد البلاستيكية الدقيقة على صحتنا ؟

لا يزال الباحثون يحاولون فهم كيفية تأثر صحة الأشخاص بسبب تناول هذه الجسيمات في حد ذاتها، ومع ذلك، غالباً ما تنجذب البكتيريا الضارة إلى الجسيمات البلاستيكية الدقيقة، وتعيش عليها أو حولها، وبالتأكيد لا ينبغي لنا أن نأكل أو نشرب تلك الميكروبات، وهنا يأتي دور الروبوتات الصغيرة.

تصميم روبوتات صغيرة تحارب التلوث

تم تطوير هذه الأجهزة الكروية الصغيرة من قبل البروفيسور مارتن بوميرا وزملاؤه في جامعة برنو للتكنولوجيا في جمهورية التشيك، ويبلغ عرض الروبوت 2.8 ميكرومتر فقط، ويوجد في قلب كل واحد منه خرزة Dynabead مغناطيسية متاحة تجارياً، وهي تُستخدم عادةً لأغراض البحث العلمي، حيث يحتوي سطح كل من هذه الخرزات على خيوط من بوليمر موجب الشحنة.

آلية عمل روبوتات تنقية المياه من الملوثات

وعند وضع هذه الروبوتات في البداية في خزان الماء، تظل الروبوتات الفردية منتشرة بشكل متساوٍ تقريباً في السائل، ومع ذلك، وبمجرد تعرضها لمجال مغناطيسي دوار تنتجه ملفات خارجية، تصطف مجموعات الروبوتات وفقاً لهذا المجال، وترتبط مع بعضها البعض لتشكل صفائح مسطحة، وتتحرك هذه الصفائح عبر الماء، متبعةً اتجاه المجال المغناطيسي الدوار.

اختبار روبوتات تنقية المياه

وفي الاختبارات المعملية، وضع العلماء الروبوتات الدقيقة في ماء يحتوي على البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي وخرزات من البوليسترين الفلوري بعرض 1 ميكرومتر، بحيث يلعب دور المواد البلاستيكية الدقيقة، وبينما كانت صفائح الروبوتات تشق طريقها عبر الماء، انجذبت البكتيريا والخرز إلى خيوط البوليمر المشحونة الخاصة بالروبوتات وعلقت فيها.

وبعد 30 دقيقة من هذا النشاط، تم استخدام مغناطيس لإزالة الروبوتات الدقيقة من الماء، ثم تم بعد ذلك استخدام الأمواج فوق الصوتية لفصل الميكروبات والمواد البلاستيكية عن الروبوتات في وعاء منفصل، تليها عملية تشعيع بالأشعة فوق البنفسجية لقتل البكتيريا، حيث يمكن بعد ذلك إعادة استخدام الروبوتات، وإن كان ذلك بقدرة منخفضة على احتجاز الميكروبات والبلاستيك.