Un pez robot que recoge microplásticos podría ayudar a limpiar los océanos

Los microplásticos son uno de los mayores problemas ambientales del siglo XXI porque una vez que se dispersan en el medio ambiente a través de la descomposición de plásticos más grandes, son muy difíciles de eliminar y se abren camino a todas partes y a todo ser vivo.

Nuevamente las máquinas al servicio de los humanos; en este caso, un ejército de pequeños robots con forma de pez será la herramienta adecuada para recoger con celeridad la cantidad de microplásticos que se sigue acumulando en los océanos de todo el mundo. Sin ir más lejos, hace pocas semanas descubrimos que, por primera vez, han aparecido microplásticos en la nieve fresca de la Antártida. También los hemos visto en nuestra sangre, en el agua embotellada y hasta en lo más alto de los Alpes. ¿Cómo lidiar con esta amenaza?

Un equipo de investigadores de la Universidad de Sichuan en China de la American Chemical Society ha ideado una solución: un pez robot activado por luz que "nada" rápidamente, recogiendo y eliminando los microplásticos del fondo de todo tipo de vías fluviales.

"Su velocidad es comparable a la del plancton, lo que representa el rendimiento superior de la mayoría de los robots blandos artificiales"

¿Cómo es este pez robot?

La diminuta máquina, que apenas mide 13 milímetros de largo, 'mueve' su cuerpo y 'aletea' sus aletas traseras para moverse a través del agua a casi 30 milímetros por segundo (similar a la velocidad a la que se mueve el plancton por el agua en movimiento). Su tamaño y su cuerpo suave, flexible y autorreparable, le permite alcanzar pequeñas grietas y hendiduras para recolectar piezas de plástico que de otro modo serían inaccesibles para nosotros o cualquiera de nuestros utensilios y máquinas de limpieza.

"Es de gran importancia desarrollar un robot para recolectar y tomar muestras con precisión de contaminantes microplásticos perjudiciales del medio ambiente acuático", explica Yuyan Wang, investigador del Instituto de Investigación de Polímeros de la Universidad de Sichuan y uno de los autores principales del estudio publicado en la revista Nano Letters. "Hasta donde sabemos, este es el primer ejemplo de este tipo de robots blandos".

Los materiales utilizados para crear el robot están inspirados en el nácar (también llamado madreperla), el material fuerte y flexible que se encuentra en el interior de las conchas de almejas.

¿Cómo se mueve?

Este pez robot puede "nadar" por sí solo con la ayuda de la luz. Un láser infrarrojo que brilla en su cola hace que el material se doble y se agite, impulsándolo hacia adelante. Así, se mueve gracias a destellos de luz infrarroja cercana.

Está compuesto de nanoláminas compuestas vinculadas con moléculas de β-ciclodextrina con grafeno sulfonado. Luego, las soluciones de las nanoláminas se incorporaron con diferentes concentraciones en mezclas de látex de poliuretano. Un método de ensamblaje capa por capa hizo el resto, creando un gradiente de concentración ordenado de los nanocompuestos a través del material. Gracias a esto, puede moverse a casi tres longitudes corporales por segundo, un récord para los robots marinos blandos, según los investigadores.

“Se demuestra que el robot de prueba de concepto enfatiza su velocidad máxima de natación de 2,67 longitudes corporales por segundo, cuya velocidad es comparable a la del plancton, lo que representa el rendimiento superior de la mayoría de los robots blandos artificiales”, escribieron los autores del estudio.

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Y, mientras se mueve o nada, el dispositivo autopropulsado puede recoger microplásticos de poliestireno cercanos, que se adhieren a su superficie a través de enlaces químicos, y transportarlos a otro lugar. Esto podría usarse en el futuro para ayudar a eliminar los aproximadamente las veinticuatro billones de piezas de microplásticos que se encuentran actualmente en los océanos del mundo.

Los investigadores demostraron que el robot nadador podía adsorber repetidamente microplásticos de poliestireno cercanos y transportarlos a otro lugar. Además, el material puede curarse tras ser cortado o dañado, manteniendo aún su capacidad para adsorber microplásticos.

Los microplásticos pueden ser dañinos para los animales si se ingieren y son notoriamente difíciles de eliminar del medio ambiente, especialmente una vez que se asientan en rincones y grietas en el fondo de ríos, arroyos, lagos u océanos. Las soluciones anteriores que se han propuesto incluyen el uso de robots flexibles y autopropulsados ​​para alcanzar estos contaminantes y limpiarlos, pero el material tradicional utilizado para los robots blandos son los hidrogeles y elastómeros, que pueden dañarse fácilmente en ambientes acuáticos.