Utiliser des nanorobots pour éliminer les métaux lourds de l'eau polluée

Fig. 1 :Formulation de nanorobots TM pour des applications de traitement de l'eau. (i) des nanorobots TM marchant dans une eau polluée sous un champ magnétique rotatif transversal (ω), (ii) les polluants sont captés par les nanorobots TM via une agrégation intermicilaire à température ambiante (T) sous un champ magnétique rotatif transversal, (iii) séparation de nanorobots TM pour éliminer les polluants de la matrice PTBC à basse température, et (iv) de nanorobots TM récupérés à l'aide d'un aimant externe. Crédit :DOI :10.1038/s41467-022-28406-5

Une équipe internationale de chercheurs a développé des nanorobots capables d'éliminer les métaux lourds de l'eau polluée. Dans leur article publié dans la revue Nature Communications , le groupe décrit leurs nanorobots et leur efficacité lors des tests.

Des recherches antérieures ont montré que les métaux lourds pénètrent dans la nappe phréatique par les fuites dans les décharges, les opérations minières et les décharges industrielles. Les métaux lourds doivent être éliminés des sources d'eau, et les méthodes actuelles nécessitent des procédures complexes en plusieurs étapes pour les éliminer. Dans ce nouvel effort, les chercheurs signalent une alternative possible :les nanorobots.

Les chercheurs ont développé des nanorobots magnétiques thermosensibles capables de se lier avec des métaux lourds dans certaines circonstances et de les libérer dans d'autres. Les nanorobots (chacun d'à peine 200 nanomètres de large) ont été fabriqués à l'aide d'un copolymère pluronique tri-bloc (PTBC) comme attractif et d'oxyde de fer pour permettre le contrôle via des champs magnétiques. Le copolymère est un PTBC sensible à la température. Lorsqu'il est placé dans de l'eau froide, le matériau se lie aux métaux lourds. Lorsqu'elles sont placées dans de l'eau chaude, les liaisons se détendent, permettant aux métaux de se séparer du matériau. En pratique, cela signifiait qu'un groupe de nanorobots pouvait être placé dans un échantillon d'eau froide où ils se disperseraient naturellement et se lieraient à tous les métaux lourds rencontrés. Ensuite, les nanorobots pourraient être rassemblés à l'aide d'un champ magnétique sur un site séparé où l'eau pourrait être chauffée, libérant les métaux. Cette disposition permet notamment de réutiliser les nanorobots.

Cette vidéo montre (a) la charge utile de polluants toxiques sur les nanorobots TM et commence à s'agréger, (b) l'agrégation intermicellaire des nanorobots TM à température ambiante, et (c) élimination des polluants toxiques et dispersion des nanorobots TM à basse température.

Les chercheurs ont testé leurs minuscules robots en ajoutant des métaux lourds tels que l'arsenic à un réservoir d'eau. Ils ont ensuite jeté un tas de leurs nanorobots, puis laissé l'échantillon reposer 100 minutes pendant que les nanorobots collectaient les métaux. Ensuite, ils ont collecté les nanorobots et mesuré la quantité d'éléments lourds qui avait été retirée de l'eau. Le résultat était d'environ 65 %. Les chercheurs notent que leur travail est encore dans une phase préliminaire, mais ils prévoient de continuer à tester leurs nanorobots pour savoir s'ils pourraient être utilisés dans des contextes réels. + Explorer plus loin