中國(guó)科學(xué)家首次嘗試開(kāi)發(fā)可吸附海洋微塑料的仿生機(jī)器魚(yú)

2025-11-24 11:05:04 分類(lèi)：時(shí)尚 閱讀(86)

中國(guó)科學(xué)家首次嘗試開(kāi)發(fā)可吸附海洋微塑料的仿生機(jī)器魚(yú)（圖片來(lái)源：Adapted from Nano Letters 2022, DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01375）
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)環(huán)境資訊中心（姜唯 編譯；許祖菱 審校）：四川大學(xué)的科學(xué)家嘗試應(yīng)用新材料，開(kāi)發(fā)出一種小型的科學(xué)仿生機(jī)器魚(yú)，它的家首機(jī)器上海同城約炮（電話(huà)微信180-4582-8235）提供頂級(jí)外圍優(yōu)質(zhì)資源，可滿(mǎn)足你的一切要求身體柔軟、靈活且可自行修復(fù)，次嘗能一邊游動(dòng)一邊吸附海洋中的試開(kāi)微塑料。
研究的發(fā)可仿生主要作者之一、四川大學(xué)高分子研究所研究員王玉燕（Yuyan Wang，吸附音譯）說(shuō)：「用機(jī)器人準(zhǔn)確收集和采樣水體中的海洋有害微塑料污染物是非常重要的工作⋯⋯據(jù)我們所知，這是微塑首次將軟體機(jī)器人（soft robot）應(yīng)用在這個(gè)領(lǐng)域。」她的中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)將新發(fā)明發(fā)表在《奈米通訊》（Nano Letters）期刊。
自走式機(jī)器魚(yú) 可在水中漂浮 四處捕捉污染物
四川大學(xué)的科學(xué)上海同城約炮（電話(huà)微信180-4582-8235）提供頂級(jí)外圍優(yōu)質(zhì)資源，可滿(mǎn)足你的一切要求研究人員提出一種在水中追蹤污染物的創(chuàng)新解決方案──小型自走式機(jī)器魚(yú)，它可以四處游動(dòng)，家首機(jī)器捕捉自由懸浮的次嘗微塑料，被割傷或損壞時(shí)可自行修復(fù)。試開(kāi)
這種機(jī)器魚(yú)只有13公厘長(zhǎng)，發(fā)可仿生尾巴上有雷射光系統(tǒng)，可以每秒近30公厘的速度游泳和擺動(dòng)，類(lèi)似浮游生物在流動(dòng)的水中漂浮的速度。
研究人員的靈感來(lái)源是蛤殼的內(nèi)部覆蓋物珍珠母。團(tuán)隊(duì)根據(jù)珍珠母的化學(xué)梯度，將分子分層，創(chuàng)造出一種類(lèi)似珍珠母的材料。再用這種材料制成有彈性、可以靈活扭曲的仿生機(jī)器魚(yú)，甚至可以拉動(dòng)5公斤的重量。
關(guān)鍵在于，仿生魚(yú)可以吸附附近自由漂浮的微塑料，因?yàn)槲⑺芰现械挠袡C(jī)染料、抗生素和重金屬與仿生魚(yú)具有很強(qiáng)的化學(xué)鍵和靜電相互作用，可以附著在仿生魚(yú)體表面，借此從水中收集和清除微塑料。 「機(jī)器魚(yú)收集水中的微塑料后，研究人員可以進(jìn)一步分析其中成分和生理毒性，」王玉燕說(shuō)。
奈米技術(shù)領(lǐng)域打開(kāi)一扇門(mén) 或成塑料時(shí)代的解毒劑
此外，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)自愈材料的王玉燕說(shuō)，這種新材料似乎還具有再生能力。因此，機(jī)器魚(yú)可以自愈至89%，而且即使受到部分損壞或割傷也能繼續(xù)吸附微塑料──如果要在浪潮洶涌的水域中尋找污染物，就會(huì)面對(duì)這種情況。
王玉燕強(qiáng)調(diào)，這只是一個(gè)概念驗(yàn)證，還需要許多的研究，尤其是在現(xiàn)實(shí)世界中如何部署。例如，仿生機(jī)器魚(yú)目前只能在水面上工作，因此王玉燕的團(tuán)隊(duì)將研究功能更復(fù)雜的機(jī)器魚(yú)，好應(yīng)用在水下更深處。不過(guò)，王玉燕說(shuō)，這種仿生設(shè)計(jì)可以為其他類(lèi)似計(jì)畫(huà)提供一個(gè)啟動(dòng)平臺(tái)。 「我認(rèn)為奈米技術(shù)在污染物的微量吸附、收集和檢測(cè)方面大有可為，可以提高介入的效果，同時(shí)降低運(yùn)作成本。」
美國(guó)羅格斯大學(xué)（Rutgers University）奈米科學(xué)與先進(jìn)材料研究中心主任菲利普．德摩克里托（Philip Demokritou）沒(méi)有參與這項(xiàng)研究，但他說(shuō)，奈米技術(shù)的確將成為對(duì)抗微塑料最重要的主力之一。
德摩克里托的實(shí)驗(yàn)室同樣專(zhuān)注于運(yùn)用奈米技術(shù)解決微塑料問(wèn)題。近日他在《自然》的子刊《自然食物》（Nature Food）發(fā)表一種新的植物性噴涂層，可以當(dāng)作塑料食品包裝的環(huán)保替代品。他們的案例研究顯示，這種以淀粉纖維制成的噴霧劑可以抵御病原體并防止運(yùn)輸過(guò)程損壞，比目前的塑料包裝更佳。
「過(guò)去40到50年，化學(xué)工業(yè)的座右銘是：制造化學(xué)品、制造材料，20或30年后再來(lái)清理爛攤子⋯⋯這不是個(gè)永續(xù)的模式。我們可以合成出更安全的材料嗎？我們能否從食品垃圾中提取材料，變成可以用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的有用材料，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)？」德摩克里托說(shuō)。
德摩克里托表示，這在奈米技術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是容易實(shí)現(xiàn)的成果，隨著對(duì)材料的研究愈來(lái)愈進(jìn)步，日常生活中替代塑料和過(guò)濾掉塑料的各種方法也會(huì)愈來(lái)愈好。
參考資料：《衛(wèi)報(bào)》（2022年6月22日），Scientists unveil bionic robo-fish to remove microplastics from seas
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