Эти микроскопические санитары способны распознавать и закреплять на себе тяжелые металлы. Пилотные модели "наноспецназа" оптимизированы на поимку в воде свинца.

Ученые из тюбингского Института интеллектуальных систем Общества им. Макса Планка создали уникальные микроскопические машины для очистки промышленных сточных вод. Оболочка роботов-чистильщиков состоит из оксида графена – наноматериала, представляющего собой сетку из атомов углерода, к которым присоединены атомы кислорода. Этот материал способен вылавливать из воды свинец и присоединять к себе. Для того чтобы инновационные микророботы могли действовать эффективно, в загрязненной воде они должны не просто пребывать в зафиксированном положении, но и уметь активно продвигаться сквозь нее.

Именно для этой цели исследователи из Тюбингена снабдили своих нанороботов реактивным двигателем. С внутренней стороны миниатюрные роботы покрыты слоем платины. Этот драгоценный металл служит катализатором для химической реакции – расщепления перекиси водорода (H2O2) на воду (H2O) и кислород (O). Перекись водорода добавляют к подвергаемым очистке сточным водам, а когда она оказывается в крошечных графеновых роботах, на их платиновой поверхности образуется газообразный кислород и выбрасывается в толщу воды. Процесс продвижения робота вперед происходит согласно реактивному принципу – подобно ракете.

Однако куда полетит такая "наноракета", едва ли можно предсказать. Чтобы все же заставить роботов-очистителей плыть в желаемом направлении, ученые разработали для них уникальное магнитное дистанционное управление. Для этого между графеном и платиной они вмонтировали тонкий слой из никеля, который, подобно железу, притягивается магнитом. В результате, погрузим в сточные воды специальные магниты, "полчища" нанороботов можно увлечь в определенном направлении.

После использования крошечные очистные машины опять же посредством магнитов можно извлечь из воды. Потом осевшие на них токсичные вещества удаляют, и роботы снова готовы к очередному очистному "рейду". Особенно выгоден этот высокотехнологичный способ очистки в случае со свинцом: выловленный из воды этот тяжелый металл можно перерабатывать и использовать в дальнейшем, например, для производства автомобильных стартерных батарей.

Свою производительность наноророботы доказали уже во время первых тестов. В течение часа они смогли сократить концентрацию свинца в производственных сточных водах в двадцать раз. Однако свинец – это только начало. "Мы планируем и дальше совершенствовать микророботов таким образом, чтобы они могли собирать и другие вредные вещества", – обещает руководитель команды исследователей Самуэль Санчез (Samuel Sanchez).

Кроме этого, немецкие ученые уже провели ряд успешных экспериментов с органическими молекулами. В фокусе этих опытов были различные биологически активные вещества из лекарственных средств, которые попадают в сточные воды через урину пациентов.

Арина Попова