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Os cientistas relatam o desenvolvimento de enxames microbióticos que capturam microplásticos e micróbios potencialmente nocivos na água, abrindo caminho para novas abordagens no combate à poluição nos nossos oceanos e cursos de água.
De acordo com uma nova pesquisa liderada por Martin Pumera e colegas, foi desenvolvido um sistema robótico em microescala que pode atrair e remover microplásticos e bactérias nocivas da água. Estas minúsculas partículas de plástico, muitas vezes menores que cinco milímetros, podem servir como meios de transporte para bactérias nocivas que permitem que vários agentes patogénicos transmitidos pela água cheguem potencialmente aos produtos alimentares.
Ao imitar comportamentos encontrados na natureza, como enxames naturais que incluem cardumes de peixes, os novos enxames de robôs em microescala poderão oferecer uma forma revolucionária de purificar a água e prevenir a propagação de bactérias patogénicas. O trabalho da equipe foi recentemente tema de artigo publicado na revista ACS Nano.
Tudo, desde brinquedos velhos a recipientes, embalagens de alimentos e outros itens de plástico descartados, pode quebrar-se em pequenos pedaços que muitas vezes são muito difíceis de filtrar da água. Isto permite potencialmente que estes microplásticos afetem os animais marinhos e, em última análise, cheguem ao nosso abastecimento alimentar, apresentando assim desafios para a saúde humana, uma vez que também são conhecidos atrativos de bactérias patogénicas.
Em sua pesquisa recente, Pumera e sua equipe criaram uma nova variedade de microrobôs anexando fios de polímero com cargas positivas capazes de atrair microplásticos e bactérias para micropartículas magnéticas. Cada uma com apenas 2,8 micrômetros de diâmetro, essas micropartículas apresentam um comportamento de enxame quando sob a influência de um campo magnético rotativo, resultando em movimento através da água que a equipe descobriu ser altamente eficiente na coleta de partículas e micróbios.
Durante os experimentos, a equipe de pesquisa simulou condições que normalmente ocorreriam em ambientes naturais, introduzindo esferas fluorescentes de poliestireno para servir como microplásticos, juntamente com Pseudomonas aeruginosa bactérias, tudo dentro do mesmo tanque de água.
“Quando expostas a um campo magnético rotativo aplicado externamente, essas esferas magnéticas se reúnem dinamicamente em planos microrobóticos rotativos exibindo comportamento de enxameação”, escrevem Pumera e seus colegas em seu novo artigo. Sob a influência do campo magnético, os microrrobôs demonstraram com sucesso a capacidade de reduzir o número de esferas e bactérias, capturando até 80% do Pseudomonas aeruginosa presente na água na concentração mais alta do robô.
Os microrobôs também eram controláveis até certo ponto por meio de ajustes no número de robôs, à medida que eles se auto-organizavam em grupos planos durante o movimento na água.
Depois de coletados os contaminantes, a equipe recuperou os microrobôs por meio de um ímã permanente, após o qual foram limpos por meio de um processo de ultrassom e desinfetados, expondo as bactérias coletadas à radiação ultravioleta. Embora os robôs reutilizáveis apresentassem ligeiras diminuições na eficiência após cada utilização, demonstraram, no entanto, um método eficaz para a purificação da água através da redução global de microplásticos e bactérias.
A nova abordagem da equipa é promissora para futuros esforços de limpeza ambiental, uma vez que estes dispositivos micro-robóticos escaláveis também são reutilizáveis e podem potencialmente ajudar a reduzir significativamente a presença de microplásticos e bactérias em sistemas de água em todo o mundo.
A equipe espera que, ao melhorar ainda mais o novo processo, ele possa melhorar a eficiência e o uso prático de tais tecnologias, ajudando em conjunto a “estimular o desenvolvimento de sistemas híbridos orgânicos/inorgânicos capazes de capturar múltiplos contaminantes da água simultaneamente”.
As equipes papel“Enxames magnéticos de microrobôs com mãos poliméricas capturando bactérias e microplásticos na água”, apareceu em ACS Nano em 8 de maio de 2024.
Micah Hanks é o editor-chefe e cofundador do The Debrief. Ele pode ser contatado por e-mail em micah@thedebrief.org. Acompanhe seu trabalho em micahhanks.com e em X: @MicahHanks.
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