Usando nanorrobôs para ajudar a limpar metais pesados da água poluída

Fig. 1:Formulação de nanorrobôs TM para aplicações de tratamento de água. (i) nanorrobôs TM andando em água poluída sob um campo magnético rotativo transversal (ω), (ii) os poluentes são captados pelos nanorrobôs TM por meio de agregação intermicelar à temperatura ambiente (T) sob um campo magnético rotativo transversal, (iii) separação de nanorrobôs TM para descartar os poluentes da matriz PTBC em baixa temperatura, e (iv) nanorrobôs TM recuperados usando um ímã externo. Crédito:DOI:10.1038/s41467-022-28406-5

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu nanorrobôs capazes de remover metais pesados de águas poluídas. Em seu artigo publicado na revista Nature Communications , o grupo descreve seus nanorrobôs e quão bem eles funcionaram quando testados.
Pesquisas anteriores mostraram que os metais pesados chegam ao lençol freático através de vazamentos em aterros sanitários, operações de mineração e despejo industrial. Os metais pesados devem ser removidos das fontes de água, e os métodos atuais exigem procedimentos complicados de várias etapas para removê-los. Nesse novo esforço, os pesquisadores relatam uma possível alternativa – nanorobôs.

Os pesquisadores desenvolveram nanorrobôs magnéticos termossensíveis capazes de se ligar a metais pesados em certas circunstâncias e liberá-los em outras. Os nanorrobôs (cada um com apenas 200 nanômetros de largura) foram feitos usando um copolímero plurônico tri-bloco (PTBC) como atrativo e óxido de ferro para permitir o controle por meio de campos magnéticos. O copolímero é um PTBC sensível à temperatura. Quando colocado em água fria, o material se liga a metais pesados. Quando colocados em água morna, as ligações relaxam, permitindo que os metais se separem do material. Na prática, isso significava que um grupo de nanorrobôs poderia ser colocado em uma amostra de água fria, onde se dispersaria naturalmente e se ligaria a qualquer metal pesado que encontrasse. Então, os nanorrobôs podem ser encurralados usando um campo magnético para um local separado onde a água pode ser aquecida, liberando os metais. Notavelmente, esse arranjo permite que os nanorrobôs sejam reutilizados.

Este vídeo mostra a (a) carga útil de poluentes tóxicos em nanorrobôs TM e começam a agregar, (b) a agregação intermicelar dos nanorrobôs TM em temperatura ambiente e (c) descarte de poluentes tóxicos e dispersão de nanorrobôs TM em baixa temperatura.

Os pesquisadores testaram seus minúsculos robôs adicionando metais pesados, como o arsênico, a um tanque de água. Eles então jogaram um monte de seus nanorrobôs e deixaram a amostra descansar por 100 minutos enquanto os nanorrobôs coletavam os metais. Em seguida, eles coletaram os nanorrobôs e mediram quanto dos elementos pesados havia sido removido da água. O resultado foi de aproximadamente 65%. Os pesquisadores observam que seu trabalho ainda está em uma fase preliminar, mas planejam continuar testando seus nanorrobôs para descobrir se eles podem ser usados em configurações reais do mundo. + Explorar mais