Gabriela Kolářová, 18. 06. 20

Nově publikovaný koncept vědců z VŠCHT nabízí novou perspektivu čištění odpadních vod od hormonálních látek – mikrorobot se může autonomně pohybovat ve vodném prostředí, efektivně na sebe vázat steroidní molekuly z roztoku a následně tkát na povrchu makroskopické sítě, které se pak snadno z vody odstraní.

Syntetické a přírodní hormony ve vodních zdrojích jsou významným problémem dneška, neboť narušují endokrinní činnost řady organismů. Pro čištění vody od hormonálních látek se nyní využívají stacionární či průtokové separátory a filtrační systémy. Nové možné řešení představují autonomní, samohybní a dálkově ovládaní mikroroboti, kteří dokážou tyto znečišťující látky z vodního prostředí efektivně odstraňovat. Objev vědců z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze byl publikován v listopadovém čísle Nature Machinery Intellingence

Jak to funguje?

Mikroroboti byli připraveni na bázi vodivých polymerů polypyrrolů (PPy), které umožňují tzv. reversibilní (vratnou) strukturní přeměnu. Je možné je pomocí vnějších podnětů, jako je pH, světlo či elektrické pole, programovat, a tím měnit jejich fyzikálně-chemické vlastnosti. V kontaminovaném vodném prostředí mikroroboti na bázi PPy fungují jako velice efektivní nukleační činidla, neboť na jejich povrchu dochází k vysrážení steroidních hormonů.

Jak se jednotlivé části mikrorobotů pohybují, střádají si na sobě stále větší množství hormonů. Ty se vlivem mezimolekulárních interakcí sdružují k sobě. V určitý okamžik dochází k jejich vzájemnému propletení a zaklesnutí do sebe. Hormonální síť je utkána. Aby mikroroboti v tomto bodě neztráceli schopnost pohybu, je jejich vnitřní slupka vybavena magnetickými nanočásticemi, které pomohou dostat vytvořenou makrosíť z roztoku.

„Ochrana vody jako jednoho z elementárních zdrojů pro život je úkolem pro nás všechny. Limitujícím faktorem pro nástup moderních technologií jsou bezesporu ekonomické aspekty, a proto je podstatné na to při designu konceptu rovněž brát ohled,“ vysvětluje Lukáš Děkanovský, první autor studie a student doktorského programu Léčiva a biomateriály na VŠCHT Praha.

Dopad:

Výsledky naznačují, že pohybově ovladatelní mikroroboti s nastavitelnou povrchovou chemií by mohli poskytnout vhodnou platformu pro vysoce účinné odstraňování hormonálních znečišťujících látek. „Naše strategie by mohla být v budoucnu doplňkovou metodou pro vylepšení separačních technologií při čištění zdrojů vody nebo pro řešení havárií a potencionálního ohrožení vodních zdrojů nebezpečnými látkami,“ doplňuje autor studie L. Děkanovský.

Tento článek je chráněn pomocí blockchainové služby Mytitle.