纳米机器人能清除水中污染物|《自然-通讯》论文

2023-11-07 12:11:13

根据《自然-通讯》发表的一项研究PICK UP AND DISPOSE OF POLLUTANTS FROM WATER VIA TEMPERATURE-RESPONSIVE MICELLAR COPOLYMERS ON MAGNETITE NANOROBOTS,一种对温度敏感的磁控纳米机器人能清除水中污染物。研究结果可用于指导开发清除水中化学污染物的可持续技术。

重金属离子和杀虫剂都是水中存在的污染物,由于对环境有害,有必要开发出能清理这些污染物的高效方法。有人建议将人工纳米和微米马达作为清理污染物的方法,但当前的电流催化马达很容易降解,限制了它们的使用寿命。

为克服这一挑战,捷克共和国布拉格化学技术学院先进功能性纳米机器人研究中心的MARTIN PUMERA和同事开发出了温敏磁控纳米机器人。这种纳米机器人由一种对温度敏感的聚合物(普兰尼克三嵌段共聚物,缩写为PTBC)和氧化铁纳米颗粒组成。其中,聚合物可以像微型手一样“拾取”污染物并丢弃,而氧化铁纳米颗粒让这些机器人具有磁性。

作者发现,这种纳米机器人能清除水中的重金属砷和莠去津(一种常见除草剂)。他们的研究表明,拾取/丢弃污染物的过程能受到温度的控制。5°C时,纳米机器人会分散在水中;当温度升至25°C时,纳米机器人会聚集起来,收集污染物。随后,作者利用磁铁取出水中的纳米机器人。冷却材料还能让纳米机器人分散开来,卸载污染物,从而可以重复使用。

(A)有毒污染物附着到温敏磁控纳米机器人上,开始聚集在一起;(B)温敏磁控纳米机器人在室温下会聚集在一起,但(C)在低温下会将有毒污染物释放丢弃。视频来自作者

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