Cuando los viejos envases de alimentos, los juguetes infantiles desechados y otros residuos de plástico mal gestionados se descomponen y convierten en microplásticos, se vuelven aún más difíciles de limpiar de los océanos y las vías fluviales. Estos pequeños trozos de plástico también atraen microbios, incluidos del tipo de los que causan enfermedades.

Fuente: Noticias de la Ciencia

El tamaño de los microplásticos, que miden 5 milímetros o menos, le añade otra dimensión al problema de la contaminación por plásticos porque los animales pueden comerlos. Estos plásticos pueden dañarlos o pueden pasar las partículas a la cadena alimentaria que termina en los seres humanos. Hasta ahora, no se conocen del todo los efectos en la salud de las personas. Sin embargo, los microplásticos en sí mismos no son la única preocupación. Estas piezas atraen bacterias, incluidos patógenos, que también pueden ingerirse.

Unos científicos han puesto a prueba enjambres de robots a microescala (microrrobots) en la tarea de limpiar de microplásticos y microbios el agua. Estos singulares microrrobots capturaron con éxito trozos de plástico y bacterias del agua. Después, los robots se descontaminaron y volvieron a estar listos para ser reutilizados.

El logro es obra de un equipo de investigación y desarrollo, integrado, entre otros, por Martina Ussia y Martin Pumera, ambos del Instituto Centroeuropeo de Tecnología, dependiente de la Universidad Tecnológica de Brno en la República Checa.

Para limpiar el agua, los investigadores diseñaron enjambres de diminutos robots esféricos (amarillo claro) que recogen bacterias (verde) y pequeñas piezas de plástico (gris). (Imagen: adaptada de ACS Nano 2024, DOI: 10.1021/acsnano.4c02115. CC BY)

Para construir los robots, el equipo conectó hebras de un polímero con carga positiva con micropartículas magnéticas que solo se mueven cuando se exponen a un campo magnético. Las hebras de polímero, que se irradian desde la superficie de las perlas, atraen tanto plásticos como microbios. Los productos terminados, es decir, los robots individuales, miden 2,8 micrómetros de diámetro. Cuando se expusieron a un campo magnético rotatorio, los robots se agruparon. Al ajustar la cantidad de robots que se autoorganizaban en grupos planos, los investigadores descubrieron que podían alterar el movimiento y la velocidad del enjambre.

En experimentos de laboratorio, el equipo replicó microplásticos y bacterias en el ambiente al agregar a un tanque de agua perlas de poliestireno fluorescentes (de 1 micrómetro de ancho) y bacterias de la especie Pseudomonas aeruginosa que nadan activamente y que pueden causar neumonía y otras infecciones. A continuación, los investigadores añadieron microrrobots al tanque y los expusieron a un campo magnético giratorio que encendían y apagaban cada 10 segundos durante 30 minutos. Un robot con una concentración de 7,5 miligramos por mililitro, el más denso de cuatro concentraciones analizadas, capturó aproximadamente el 80% de las bacterias. Mientras tanto, en esta misma concentración, la cantidad de perlas de plástico libre también descendía gradualmente a medida que los microrrobots las atraían.

Luego, los investigadores recogieron los robots con un imán permanente y utilizaron ultrasonidos para desprender las bacterias que se aferraban a ellos. A continuación, expusieron los microbios eliminados a la radiación ultravioleta para completar la desinfección. Cuando se reutilizan, los robots descontaminados aún recogen plástico y microbios, aunque en cantidades más pequeñas.

Los investigadores señalan que este sistema microrrobótico ofrece un enfoque prometedor para eliminar plástico y bacterias del agua.

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