Một nghiên cứu mới đã tìm ra cách thức làm sạch kim loại nặng trong nước thải công nghiệp với hàng trăm robots siêu nhỏ, mỗi robots nhỏ hơn độ rộng của một sợi tóc. Các nhà nghiên cứu tìm ra rằng loại robots này có thể loại bỏ tới 95% lượng chì ô nhiễm có trong nước chỉ sau 1 giờ.
Bên cạnh đó, robot có thể được tái sử dụng lại nhiều lần này hứa hẹn sẽ trở thành giải pháp loại bỏ các kim loại nặng khỏi nước hiệu quả và kinh tế hơn hẳn những phương pháp trước đây.
Nhà nghiên cứu Diana Vilela và đồng nghiệp đã công bố kết quả này trên tờ Nano Letter. MaxPlanck – đồng tác giả của nghiên cứu tại viện nghiên cứu các hệ thống thông minh ở Stuttgart, Đức đã chia sẻ với Phys.org: “phương pháp này là một bước tiến mới trong việc đưa ra hệ thống xử lý thông minh giúp chúng ta loại bỏ chất thải ô nhiễm mà không cần phải tạo ra thêm một tác nhân gây ô nhiễm khác”.
Kim loại nặng gây ô nhiễm nguồn nước là một trọng những hậu quả từ các hoạt động công nghiệp bao gồm lĩnh vực sản xuất pin, linh kiện điện tử, khai khoáng và mạ điện. Các hoạt động sản xuất kim loại nặng như sản xuất chì, asen, thủy ngân, cadium, crom đều gây nguy hiểm tới sự sống của các sinh vật và môi trường xung quanh.
Hình ảnh về robot siêu nhỏ từ graphene oxide giúp loại bỏ chì khỏi nước thải (Ảnh: Vilela và đồng nghiệp/American Chemical Society)
Trong một nghiên cứu mới đây, các nhà nghiên cứu tập trung đặc biệt vào việc loại bỏ chì khỏi nguồn nước thải bằng cách thiết kế một robot siêu nhỏ có dạng ống với 3 lớp chức năng. Lớp ngoài cùng được làm bằng graphene oxit để hấp thụ chì có trong nước thải. Lớp trung gian làm bằng niken, cho phép các robot định hướng trong nước bằng cách làm chúng tự nhiễm từ và hoạt động di chuyển được kiểm soát bằng từ trường bên ngoài. Lớp trong cùng, làm bằng bạch kim, giúp các robot có khả năng tự di chuyển trong nước. Khi hydrogen peroxide được thêm vào nước thải, bạch kim sẽ phân hủy hydrogen peroxide thành các bọt nước và bọt khí oxy rồi đẩy các bọt nước này từ phía sau robot về trước và giúp robot di chuyển.
Sau khi các robot siêu nhỏ hoàn thành “nhiệm vụ” hấp thụ chì, từ trường bên ngoài được sử dụng để thu lại các robot này ra khỏi nước. Sau đó, chúng này được xử lý bằng liệu pháp acitric để loại bỏ ion chì và để tái sử dụng lại cho lần lọc tiếp theo.
“Đây là ứng dụng của thiết bị nano thông minh trong làm sạch môi trường” – Sanchez chia sẻ – “việc sử dụng các thiết bị nano tự cung cấp năng lượng để tách kim loại nặng trong các vùng ô nhiễm rồi vận chuyển chúng đến những nơi mong muốn và lại đem chúng cho nhu cầu sử dụng khác tạo thành vòng tròn kín – đó là bằng chứng về sự ứng dụng công nghiệp”.
Trong tương lai, các robot này có thể được kiểm soát bằng hệ thống tự động dựa trên sự định hướng từ tính để thực hiện những nhiệm vụ khác. “Chúng tôi đang có kế hoạch tạo thêm chức năng cho loại robot này để xử lý những chất ô nhiễm khác, đây cũng là điều kiện quan trọng để làm giảm chi phí khi đưa robots này vào sản xuất đại trà” – Sanchez chia sẻ thêm.
Sự kết hợp của loại robots có khả năng tự di chuyển với nhiều lớp chức năng đồng thời mở ra cánh của cho các thiết kế tương tự ứng dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm vận chuyển thuốc và cảm biến trong tương lai.
Theo Dantri.com.vn
