Le nanomacchine, microscopici robot programmati per rimuovere le sostanze nocive, potrebbero essere una soluzione definitiva all’inquinamento delle acque.

In molte parti del mondo manca l’acqua potabile e, dove c’è, a volte contiene sostanze nocive per l’organismo.

Anche dopo il filtraggio, l’acqua che scorre attraverso i tubi verso milioni di persone in tutto il mondo può ancora contenere tossine e inquinanti impercettibili, tra cui arsenico e atrazina, che possono farsi strada nei nostri bicchieri o nei sistemi di irrigazione utilizzati per coltivare il nostro cibo. Nel corpo, questi inquinanti possono portare allo sviluppo di tumori, incluso il cancro al seno.

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La rimozione di piccoli inquinanti come questi è stata una sfida continua per gli ingegneri chimici, ma un nuovo articolo pubblicato martedì sulla rivista Nature Communications offre un nuovo approccio sotto forma di nanomacchine magnetiche riutilizzabili.

Nel loro articolo, il team ha riferito che i nanobot sono stati in grado di raccogliere una grande percentuale di inquinanti nei loro campioni, incluso oltre il 70% degli inquinanti nel giro di poche ore. Il team ha anche scoperto che i loro robot hanno continuato a essere efficaci per oltre 10 cicli di raccolta dell’inquinamento. Sulla base di queste prestazioni, gli autori ritengono che questi robot potrebbero svolgere un ruolo importante nell’invertire i danni ambientali causati dagli inquinanti.

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 Negli ultimi due decenni, le nanomacchine sono emerse come una soluzione essenziale per esplorare spazi piccoli o inaccessibili, dai corsi d’acqua all’interno del corpo umano. I progetti hanno utilizzato catalizzatori leggeri o metallici per guidare la propulsione di questi minuscoli robot. Tuttavia, i progetti attuali rimangono limitati, sia nella durata della vita che nella gamma di abilità.

Martin Pumera, autore senior dell’articolo e professore di chimica all’Università di Chimica e Tecnologia di Praga, spiegache il nuovo design del nanobot del team risolve molte di queste limitazioni: può essere sia azionato che richiamato utilizzando un campo magnetico, rendendo l’approccio efficiente e senza carburante.

“Poiché la propulsione non è catalitica o guidata dalla luce, siamo liberi di operare in ambienti privi di carburante… o in ambienti bui”, afferma Pumera.

Oltre al magnetismo dei nanobot, Pumera afferma che sono anche termoreattivi. Ciò consente di controllare la raccolta e il rilascio di inquinanti solo dalla temperatura dell’ambiente del robot.

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Nonostante il grande compito a portata di mano per questi nanobot, il loro design è in realtà abbastanza semplice. I bot hanno due componenti principali:

Un polimero sensibile alla temperatura che può “afferrare” gli inquinanti o rilasciarli in base a un cambiamento di temperatura tra 5 gradi Celsius (41 gradi Fahrenheit) e 25 gradi Celsius (77 gradi Fahrenheit).

Le nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro consentono di manipolare e raccogliere i robot utilizzando i magneti. Entrambi i componenti sono biodegradabili, scrivono i ricercatori, il che rende il loro design più ecologico rispetto ad alcuni che utilizzano altri tipi di carburante.

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Nei loro esperimenti, quando esposti alla temperatura calda e a un campo applicato, i nanobot ruotavano e si agitavano per raccogliere arsenico e atrazina nel mezzo del campione. Quando la temperatura è stata abbassata, i robot hanno rilasciato gli inquinanti e poi sono tornati alle loro configurazioni iniziali tramite un campo magnetico esterno.

Nonostante il successo di queste prove, questi nanobot non sono ancora pronti per essere scatenati sui nostri sistemi idrici. Il prossimo obiettivo del team è lavorare per aumentare la produzione di questi robot, afferma Pumera, in modo che sia possibile creare un gran numero di questi piccoli robot nel modo più conveniente possibile.

 

 

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