علماء صينيون يطورون روبوتات ذاتية الدفع لإزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية من المياه

قوانغتشو 23 نوفمبر 2022 (شينخوا) نجحت مجموعة من العلماء الصينيين في تطوير روبوت صغير يعمل بطاقة مولدة من تبادلات الأيونات لإزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية من المياه.

وكشفت جامعة جينان، أحد المطورين، أن الروبوت الذي يبلغ قطره من 20 إلى 100 ميكرون، أرق من شعرة الإنسان ويتميز بأساليب مبتكرة للحصول على الطاقة باستخدام التبادلات مع أيونات الشوائب في الماء، حيث يستطيع أن يعمل بدون إدخال طاقة إضافية.

وذكرت الدراسة، التي نشرت مؤخرا في مجلة "التقدم العلمي"، أن الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية في المياه غير البحرية تشكل تهديدا خطيرا للنظام الإيكولوجي العالمي. غير أن الاستراتيجيات القائمة بما فيها التخثير الكيميائي والترشيح الفيزيائي، دائما ما تفشل في إزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة للغاية بشكل تام.

وقام علماء من جامعة جينان، ومقرها في مدينة قوانغتشو، وجامعة هونغ كونغ، بتصميم روبوتات صغيرة لإزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية من المياه، مستلهمين الفكرة من روبوتات كنس الأرض.

وقال وانغ جي تشوانغ، أحد الباحثين الرواد من جامعة جينان "إن روبوتات كنس الأرض تستطيع أن تعمل بشكل أوتوماتيكي على مسار مخطط وتزيل النفايات بالقرب منها، لذا فكرنا بأنه من الممكن أن يكون هناك نوع مماثل من الروبوت لإزالة النفايات من المياه".

وأضاف وانغ أن الروبوتات الذاتية الدفع تتكون من مجموعة من كريات الراتنج المزودة بجسيمات نانوية مغناطيسية، وتستطيع أن تتفاعل مع الجسيمات المجاورة أثناء حركتها، الأمر الذي يزيل الجسيمات بشكل ديناميكي في طريقها، حيث يتمتع كل روبوت بقدرة امتصاص يصل قطرها إلى 200 ميكرون.

وفي الوقت نفسه، يؤدي امتصاص الجسيمات البلاستيكية في المياه إلى توليد قوة دافعة نتيجة تدفق المياه حول الروبوتات، الأمر الذي يدفعها للتحرك بشكل أوتوماتيكي بدون إدخال طاقة إضافية.

وبفضل المكونات المغناطيسية في الداخل، يمكن جمع الروبوتات بسهولة بعد إنجاز مهمتها من خلال استخدام مغناطيس، كما من الممكن السيطرة عليها بشكل دقيق عبر مجال مغناطيسي قابل للبرمجة، وفقا لما قال وانغ.

وأكدت الدراسة أن فعالية التنظيف لدى الروبوتات تجاوزت 90 بالمائة في 100 مهمة متتالية لإزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية من مختلف المكونات والأحجام والأشكال في المياه.

ولفت وانغ إلى أنه يقدر أن كل لتر من مياه الصرف الصحي يحتاج إلى حوالي 5 ملايين روبوت متناهي الصغر من هذا النوع لإزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية العالقة به.

هذا ووضع فريق العلماء أهدافا بحثية مستقبلية بما في ذلك البحث عن طرق تمكن الروبوتات المطورة حديثا من التخلص من الجسيمات البلاستيكية الصغيرة والنانوية وقت تجميعها.

وأشار وانغ إلى أنه من المأمول أن يعمل تطوير الروبوتات الذاتية الدفع التي تتمتع بميزة التكلفة المقبولة والحد الأدنى من التلوث الثانوي، على جعلها مناسبة للتطبيقات الصناعية، ما سيوفر استراتيجية جاذبة لإزالة الجسيمات البلاستيكية الصغيرة للغاية على نطاق واسع.