Mares, oceanos, rios e outras massas de água na Terra tornaram-se cada vez mais poluídos nas últimas décadas, o que ameaça a sobrevivência de muitas espécies aquáticas. Esta poluição assume uma vasta gama de formas, incluindo a proliferação dos chamados micro e nanoplásticos.



Tal como sugerido pelo seu nome, os micro e nano plásticos são pequenas partículas nocivas derivadas da desintegração de resíduos plásticos libertados na água. Descobriu-se que estas partículas perturbam os ecossistemas aquáticos, por exemplo, atrasando o crescimento dos organismos, reduzindo a sua ingestão de alimentos e danificando os habitats dos peixes.

O desenvolvimento de tecnologias eficazes para remover eficazmente estas minúsculas partículas é de extrema importância, pois poderia ajudar a proteger as espécies ameaçadas e os seus ambientes naturais. Estas tecnologias devem ser cuidadosamente concebidas para evitar mais poluição e destruição; portanto, devem basear-se em materiais ecológicos.

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Brno e da Universidade Mender, na República Tcheca, desenvolveram recentemente microrobôs biohíbridos que poderiam remover micro e nanoplásticos de águas poluídas sem causar mais poluição. Esses robôs, apresentados em um artigo publicado na revista Advanced Functional Materials , integram materiais biológicos, especificamente algas, com materiais ecológicos que respondem a campos magnéticos externos.

"Membros do nosso grupo de pesquisa têm estudado o uso de TiO multicamadas₂ microrobôs para a captura de nanoplásticos", disse Xia Peng, co-autor do artigo, ao Phys.org. "A abordagem originalmente proposta envolvia a incorporação de metais nobres, como Pt, para facilitar a propulsão, contribuindo assim para um custo elevado e perigos potenciais associados aos microrrobôs. Para resolver esse problema, temos explorado a substituição de metais caros por uma alternativa mais econômica e de produção em massa”.

Os investigadores têm tentado recentemente identificar materiais mais acessíveis e ecológicos para os seus robôs, a fim de superar os desafios encontrados nos seus trabalhos anteriores. Peng começou particularmente a explorar a possibilidade de utilizar células de algas, que poderiam ser facilmente introduzidas em ambientes marinhos sem danificá-los.

“Os novos robôs que criamos, apelidados de robôs de algas magnéticas (MARs), consistem em uma combinação de algas e nanopartículas magnéticas ecologicamente corretas”, explicou Peng.

“Esses robôs operam sob a influência de um campo magnético externo, permitindo um controle preciso sobre seu movimento. A carga superficial negativa dos MARs é atribuída à presença de grupos -COOH na superfície das células de algas. os plásticos carregam uma carga superficial positiva. Essa interação positiva-negativa facilita a atração eletrostática, promovendo assim a captura e remoção direcionada de micro/nano plásticos pelos MARs."

A composição única dos robôs criados pelos pesquisadores os torna não poluentes e responsivos aos campos magnéticos aplicados externamente. Isso poderia permitir-lhes recuperar de forma sustentável partículas de plástico de tamanho nano e micro de ambientes aquáticos.

Peng e seus colegas avaliaram seus microrrobôs em uma série de testes e descobriram que alcançaram resultados notáveis. Na verdade, eles podiam ser controlados remotamente com altos níveis de precisão, removendo a maioria das minúsculas partículas de plástico dos tanques de água onde eram introduzidos.

“Nossos microrobôs demonstraram notável eficiência de remoção, alcançando uma alta taxa de sucesso de 92% para nanoplásticos e 70% para microplásticos”, disse Peng. “No futuro, poderão servir como uma ferramenta promissora para remover ativamente a poluição plástica dos corpos d’água, contribuindo para os esforços de remediação ambiental e mitigando o impacto dos resíduos plásticos nos ecossistemas aquáticos”.

No futuro, os MARs desenvolvidos por esta equipa de investigadores poderão ser testados e implantados no mar e outras massas de água, contribuindo potencialmente para a remoção de resíduos plásticos tóxicos. Notavelmente, os robôs são fabricados com materiais acessíveis e processos de fabricação escaláveis, pelo que podem ser uma tecnologia económica para combater a poluição dos ambientes aquáticos.

“Nossos robôs poderiam potencialmente reduzir a necessidade de estratégias mais caras e que consomem mais recursos atualmente empregadas para remoção de resíduos plásticos”, acrescentou Peng.

"Mais pesquisas poderiam se concentrar na investigação da biocompatibilidade dos MARs com os ecossistemas aquáticos e a avaliação dos impactos potenciais em organismos não-alvo é crucial para a compreensão das implicações ambientais de sua implantação. Além disso, gostaria também de investigar como os MARs podem complementar ou ser integrados com outras tecnologias, como sensores para monitoramento em tempo real das concentrações de plástico."

Mais informações: Xia Peng et al, Microrobôs Biohíbridos Acionados Magnéticamente para Remoção Sustentável de Micro/Nanoplásticos do Ambiente Aquático, Materiais Funcionais Avançados (2023). DOI:10.1002/adfm.202307477
Informações do diário: Materiais Funcionais Avançados

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