جداسازی فلزات سنگین از آب با به‌کارگیری نانوروبات‌ها

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، این گروه در مقاله‌ای که در نشریه Nature Communications منتشر شده است، نانوروبات‌های خود و میزان عملکرد آن‌ها را تشریح کردند. تحقیقات قبلی نشان داده است که فلزات سنگین از طریق نشت زباله دفن شده، عملیات معدنی و تخلیه صنعتی به سطح آب راه می‌یابند. فلزات سنگین باید از منابع آبی حذف شوند و ساز و کارهای فعلی نیاز به روش‌های پیچیده چند مرحله‌ای برای حذف آن‌ها دارند. در این تلاش جدید، محققان یک جایگزین احتمالی به نام نانوروبات‌ها را معرفی می‌کنند.

محققان نانوروبات‌های مغناطیسی حساس به گرما را توسعه دادند که می‌توانستند تحت شرایط خاص با فلزات سنگین پیوند بخورند و در شرایط دیگر آن‌ها را آزاد کنند. این نانوربات‌ها که هر کدام فقط ۲۰۰ نانومتر طول دارند، با استفاده از یک کوپلیمر سه بلوکی پلورونیک (PTBC) به عنوان جاذب و همچنین از اکسید آهن ساخته شدند تا امکان کنترل از طریق میدان‌های مغناطیسی را فراهم کنند. این کوپلیمر حساس به دما است.

هنگامی‌که این ماده در آب خنک قرار می‌گیرد، با فلزات سنگین پیوند می‌دهد. هنگامی که در آب گرم قرار می‌گیرد، این پیوندها شل می‌شوند و به فلزات اجازه می‌دهند از مواد جدا شوند. در عمل، این بدان معناست که گروهی از نانوروبات‌ها را می‌توان در نمونه‌ای از آب خنک قرار داد، جایی که به طور طبیعی پراکنده می‌شوند و با هر فلز سنگینی که با آن مواجه می‌شوند پیوند می‌دهند. سپس، نانوروبات‌ها را می‌توان با استفاده از یک میدان مغناطیسی به محل جداگانه‌ای که آب گرم می‌شود، منتقل کرد و فلزات را در آنجا آزاد کرد. این فرآیند به نانوروبات‌ها امکان استفاده مجدد را می‌دهد.

محققان روبات‌های کوچک خود را با افزودن فلزات سنگین مانند آرسنیک به مخزن آب آزمایش کردند. آن‌ها در این آزمایش دسته‌ای از نانوروبات‌های خود را به این مخزن حاوی آرسنیک ریختند و سپس اجازه دادند نمونه ۱۰۰ دقیقه بماند، نانوروبات‌ها فلزات را جمع‌آوری کردند. سپس، محققان نانوروبات‌ها را جمع‌آوری کرده وآب مخزن را از منظر میزان آلودگی اندازه‌گیری کردند تا دریابند چه مقدار از عناصر سنگین از آب حذف شده است. نتیجه تقریباً ۶۵٪ بود. محققان خاطرنشان می‌کنند که کار آنها هنوز در مرحله مقدماتی است، اما آنها قصد دارند به آزمایش نانوروبات‌های خود ادامه دهند تا دریابند که آیا ممکن است در دنیای واقعی نیز از آنها استفاده شود یا خیر.

انتهای پیام/۴۱۴۴