جمع‌آوری ضایعات پلاستیکی به کمک روبات‌های شبه‌ماهی

ضایعات پلاستیکی که در تمام محیط‌ زیست به چشم می‌خورند، به موجودات زنده آسیب می‌زنند. حذف این ضایعات از محیط‌ زیست، به ویژه زمانی‌که در آبراهه‌ها ته‌نشین می‌شوند، کار دشواری است. پژوهشگران مرکز ACS’ Nano Letters به تازگی روباتی نوری طراحی کرده‌اند که با حرکت در آب، ضایعات پلاستیکی را از محیط آبی جمع‌آوری می‌کند.

از آن‌جایی که ضایعات پلاستیکی می‌توانند در شکاف‌های موجود در آبراهه‌ها انباشته شوند، زدودنشان از آبراهه‌ها دشوار است. یکی از راه‌حل‌های این مشکل، استفاده از روبات‌های کوچک، انعطاف‌پذیر و خودکاری است که قادر به جمع‌آوری این آلاینده‌ها باشند. روبات‌های قدیمی مشابه، از جنس هیدروژل و الاستومرهایی بودند که در محیط آبی، به راحتی آسیب می‌دیدند. در سطح داخلی صدف‌ها، ماده‌ای به نام صدف مراورید یافت می‌شود که مستحکم و انعطاف‌پذیر است. لایه‌های صدفی از یک سو، مقادیر زیادی از ترکیب‌های پلیمری معدنی و کلسیم‌کربنات، و از سوی دیگر ماده‌ پروتئینی نرمی دارند. چینژینگ ژانگ و همکارانش با الهام از این ماده‌ طبیعی، ساختاری با دوام و انعطاف‌پذیر تهیه کرده‌اند که قابلیت کاربرد در روبات‌های نرم را نیز داشته باشد.

پژوهشگران با اتصال مولکول‌های سیکلودکسترین-بتا با گرافین سولفوناته، صفحات نانومتری مرکب ساخته‌اند. سپس، حلال‌های این صفحات نانومتری را با مقادیر مختلف، وارد مخلوط‌های لاتکس پلی‌یورتن کردند. روش ساخت لایه‌ به‌ لایه، به ایجاد گرادیانی از ترکیب‌های نانو با غلظت‌های مختلف می‌شود که به ترتیب کنار هم قرار می‌گیرند. پژوهشگران از این مواد در ساخت روبات کوچکی با قد 15 میلی‌متر استفاده کردند که تحت تأثیر لیزر مادون قرمز، به حرکت درمی‌آید. این روبات در هر ثانیه، مسافتی 67/2 برابر اندازه‌ بدن خودش را طی می‌کند؛ این سرعت از سرعت روبات‌های نرم شناور موجود بیشتر بوده و تقریباً برابر با سرعت یک پلانکتون گیاهی فعال است.

پژوهشگران نشان داده‌اند که این روبات شناور می‌تواند ضایعات پلاستیکی پلی‌استیرن را جذب و به نقاط دیگر منتقل کند. این روبات قابلیت خودترمیمی نیز دارد و بعد از آسیب‌دیدگی، می‌توانند به جذب ضایعات پلاستیکی ادامه دهد. با توجه به تداوم و سرعت این روبات‌ها، پژوهشگران معتقدند که می‌توان برای نظارت بر ضایعات پلاستیکی و سایر آلاینده‌های موجود در محیط‌ آبی از آن‌ها استفاده کرد.

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید