Les microbes contrôlés du graphène aideront à purifier l'eau des métaux lourds et des composés toxiques

Les technologies utilisées par l'homme dans divers processus de production sont loin d'être parfaites et dans la grande majorité des cas, à leurs stades final et intermédiaire, provoquent une pollution de l'environnement. Parmi les nuisibles à l'environnement et aux humains, il y a les technologies de production de piles solaires et rechargeables, d'innombrables appareils électroniques, l'exploitation minière, etc. Les sous-produits du processus de production deviennent souvent des métaux lourds - arsenic, mercure, plomb, chrome, cadmium, etc. déposé lorsqu'il est ingéré dans la composition de divers composés.

En relation avec le problème ci-dessus, le traitement des eaux usées à partir de métaux lourds gagne aujourd'hui une importance particulière. Malheureusement, la question soulevée ne prend pas toujours sa juste place dans l'infrastructure des processus de production des entreprises, qui est associée, tout d'abord, au coût des installations de traitement elles-mêmes et à la technologie de nettoyage elle-même.

Une méthode de nettoyage qui pourrait devenir une alternative abordable à la construction d'installations de traitement coûteuses et pas toujours suffisamment efficaces a été proposée par un groupe conjoint de scientifiques de l'Institut des systèmes intelligents nommé d'après Institut Max-Planck pour les systèmes intelligents à Stuttgart (Allemagne) et l'Institut de bio-ingénierie de Catalogne à Barcelone (Espagne). Au cours des expériences, des microbots de graphène ont été utilisés, qui ont réussi à éliminer plus de 95% de plomb de l'eau en une heure de fonctionnement.

Comment ça marche

Le microbot lui-même a une structure multicouche complexe. La couche externe se compose de graphène - un adsorbant puissant qui capture les ions des métaux lourds de l'environnement avec lequel il est en contact. La couche intermédiaire est en nickel - un ferromagnet capable de présenter des propriétés magnétiques. Cela rend l'essaim de microbots contrôlable sous l'influence d'un champ magnétique externe. L'intérieur du microbot est recouvert de platine. Lorsque du peroxyde d'hydrogène est ajouté à l'eau, le platine agit comme un catalyseur pour la réaction chimique de la décomposition du peroxyde d'hydrogène en eau et en oxygène, dont les sous-produits sont des bulles activement libérées, s'échappant du fond creux du bot et créant un vecteur de force directionnel.Les microbots «amenés» de cette manière sous le contrôle du champ magnétique externe appliqué, ayant fait face à la tâche, sont collectés au bon endroit et envoyés pour un nettoyage chimique, puis prêts à travailler à nouveau.

La méthode proposée de purification de l'eau à l'aide de robots en graphène, dont chacun est inférieur à l'épaisseur d'un cheveu humain, présente de sérieux avantages par rapport aux technologies de nettoyage existantes. De tels robots sont non seulement capables de partir en mission en groupe, mais également d'être utilisés de manière répétée, grâce à un processus de nettoyage chimique simple et peu coûteux. Cet avantage réduit considérablement le coût d'utilisation de la technologie. «Nos robots sont la première étape vers la création d'un système de nettoyage« intelligent »qui peut éliminer les contaminants de l'environnement sans créer, contrairement à d'autres systèmes, des sous-produits de pollution», explique Samuel Sanchez, porte-parole de l'équipe de recherche.

À ce stade, les capacités de la technologie démontrée permettent d'éliminer le plomb de l'eau, mais en utilisant le même principe, les scientifiques ont l'intention d'étendre les capacités des microbots à lier les ions d'autres métaux lourds et de composés chimiques toxiques qui présentent un danger pour l'environnement et la santé humaine. En plus des fonctions de nettoyage, selon les chercheurs - les auteurs du développement de micro et non robots de conception similaire peuvent être utilisés en médecine pour l'administration et le sondage de médicaments.

Après avoir obtenu des résultats encourageants en laboratoire, les scientifiques ont déjà commencé à améliorer la technologie qui permettra la production de «micro-ordonnanceurs» à l'échelle industrielle.

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Source: https://habr.com/ru/post/fr393433/