Uso de nanorobots para ayudar a limpiar los metales pesados del agua contaminada

Fig. 1:Formulación de nanorobots TM para aplicaciones de tratamiento de agua. (i) nanorobots TM que caminan en agua contaminada bajo un campo magnético rotatorio transversal (ω), (ii) los nanorobots TM recogen los contaminantes a través de la agregación intermicelar a temperatura ambiente (T) bajo un campo magnético rotatorio transversal, (iii) separación de nanorobots TM para eliminar los contaminantes de la matriz PTBC a baja temperatura, y (iv) nanorobots TM recuperados mediante el uso de un imán externo. Crédito:DOI:10.1038/s41467-022-28406-5

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado nanorobots capaces de eliminar metales pesados del agua contaminada. En su artículo publicado en la revista Nature Communications , el grupo describe sus nanorobots y lo bien que funcionaron cuando se probaron.

Investigaciones anteriores han demostrado que los metales pesados llegan al nivel freático a través de fugas en vertederos, operaciones mineras y vertidos industriales. Los metales pesados deben eliminarse de las fuentes de agua, y los métodos actuales exigen procedimientos complicados de varios pasos para eliminarlos. En este nuevo esfuerzo, los investigadores informan sobre una posible alternativa:los nanorobots.

Los investigadores desarrollaron nanorobots magnéticos termosensibles capaces de unirse a metales pesados en determinadas circunstancias y liberarlos en otras. Los nanorobots (cada uno con solo 200 nanómetros de ancho) se fabricaron utilizando un copolímero tribloque plurónico (PTBC) como atrayente y óxido de hierro para permitir el control a través de campos magnéticos. El copolímero es un PTBC sensible a la temperatura. Cuando se coloca en agua fría, el material se une a los metales pesados. Cuando se colocó en agua tibia, los enlaces se relajaron, lo que permitió que los metales se separaran del material. En la práctica, esto significaba que un grupo de nanorobots podría colocarse en una muestra de agua fría donde se dispersarían de forma natural y se unirían a cualquier metal pesado que encontraran. Luego, los nanorobots podrían acorralarse usando un campo magnético a un sitio separado donde el agua podría calentarse, liberando los metales. En particular, esta disposición permite reutilizar los nanorobots.

Este video muestra (a) la carga útil de contaminantes tóxicos en los nanorobots TM y comienza a agregarse, (b) la agregación intermicelar de los nanorobots TM en temperatura ambiente, y (c) eliminación de contaminantes tóxicos y dispersión de nanorobots TM a baja temperatura.

Los investigadores probaron sus pequeños robots agregando metales pesados como el arsénico a un tanque de agua. Luego arrojaron un montón de sus nanorobots y luego dejaron que la muestra reposara 100 minutos mientras los nanorobots recolectaban los metales. Luego, recolectaron los nanorobots y midieron la cantidad de elementos pesados que se habían eliminado del agua. El resultado fue de aproximadamente el 65%. Los investigadores señalan que su trabajo aún se encuentra en una fase preliminar, pero planean continuar probando sus nanorobots para averiguar si podrían usarse en entornos reales del mundo real. + Explora más