Microrobot xử lý rác thải dệt may dùng một lần

Hiện nay, cả hai tổ chức này tập trung vào các con sông nhằm ngăn chặn ngay từ đầu, không cho rác thải nhựa tràn ra các đại dương.

Một phần lớn trong số tám triệu tấn nhựa bị xả thải vào đại dương mỗi năm là những sản phẩm dùng một lần. Để ngăn chặn mối đe dọa này, ống hút nhựa, dao kéo và các đồ nhựa dùng một lần khác sẽ bị cấm sử dụng trong các cửa hàng ở EU từ giữa năm 2021.

Hàng dệt dùng một lần không phân hủy tự nhiên hiện cũng đang trở thành nguồn xả thải nguy hiểm cho đại dương. Trên thế giới, cứ mỗi giây lại có 14.000 khăn ướt được sử dụng. Những loại khăn lau như vậy không phân hủy một cách tự nhiên vì thường được sản xuất từ cellulose, polypropylene biến tính, thấm các chất điều hòa, nước hoa và chất làm sạch.

Trôi nổi và chìm trong nước, rác thải hấp thụ và tích tụ những chất độc hại, xâm nhập vào chuỗi thức ăn con người. Cho đến nay chưa có bất cứ giải pháp hoặc cách xử lý nguy cơ ô nhiễm mới này.

Một nhóm các nhà khoa học người Séc thuộc Đại học Hóa học và Công nghệ ở Praha do GS Martin Pumera là chủ nhiệm đã nghiên cứu sâu hơn vấn đề nguy hại này. Các nhà khoa học thử nghiệm khả năng của những vi robot tự hành, có thể phá hủy hàng dệt dùng một lần với sự hỗ trợ của xúc tác quang.

Quang xúc tác là một quá trình mà phản ứng hóa học sẽ tăng tốc khi có tác động ánh sáng. Quang hóa là động lực cho các ứng dụng làm sạch môi trường khác nhau như lọc không khí hoặc khử trùng nước. Quang xúc tác cũng được áp dụng trong những bộ lọc không khí ngăn chặn sự lây lan của coronavirus.

Nhóm nghiên cứu ở Séc phát triển những các vật liệu khác nhau để chế tạo các microrobot, được kích hoạt bằng ánh sáng như chất xúc tác quang phản ứng với tia UV.

Trong quá trình phát triển, nhóm nhà khoa học nhận thấy, Các vật liệu dựa trên bitmut thuộc họ Aurivillius, chẳng hạn như Bi ₂ WO ₆ có hoạt tính xúc tác quang vượt trội. Các nhà nghiên cứu quyết định chế tạo loại microrobot từ bitmut và vonfram, những microvirus này có thể xúc tác (làm tăng tốc quá trình oxy hóa) vật chất dưới tác dụng của ánh sáng.

GS Pumera cho biết: "Vải là vật liệu phức tạp và do đó sự phân hủy diễn ra tương đối khó khăn. Nhưng những thí nghiệm mở rộng cho thấy, các microrobot chạy bằng ánh sáng di chuyển theo bầy đàn, khi bám vào vật liệu có khả năng oxy hóa rất mạnh hàng dệt dùng một lần. Những microrobot tấn công phá hủy cả mạng lưới dệt may và những thành phần độc hại bám trên rác thải dệt may".

Các microrobot chạy bằng năng lượng mặt trời di chuyển theo bầy đàn và ôxy hóa các loại vải dệt dùng một lần.

GS Pumera cho biết: "Chúng tôi đang xem xét nhiều loại polymer cần được xử lý và những cách mà robot nano thông minh có thể phân hủy.

Một loại polymer được quan tâm đặc biệt là vi nhựa. Vi nhựa là các hạt nhựa nhỏ có đường kính dưới 5mm. Khác với các rác thải bằng nhựa lớn hơn, vi nhựa không thể dễ dàng thu gom được ngoài đại dương".

GS Pumera tin rằng, sử dụng một biến thể của công nghệ mới này, có thể loại bỏ rác thải vi nhựa và nhựa nano bằng các robot nano chạy bằng ánh sáng tự động trên biển.