ไมโครโรบ็อตทำความสะอาดขยะกัมมันตภาพรังสี

การปล่อยกากกัมมันตภาพรังสีโดยไม่ได้ตั้งใจ เช่น ภัยพิบัติโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลและฟุกุชิมะ ก่อให้เกิดภัยคุกคามขนาดใหญ่ต่อสิ่งแวดล้อม มนุษย์ และสัตว์ป่า นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวัสดุเพื่อดักจับ แยก กำจัด และกู้คืนยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีจากน้ำ แต่วัสดุดังกล่าวก็มีข้อจำกัด หนึ่งในแนวทางล่าสุดที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือการใช้โครงร่างโลหะและสารอินทรีย์ (MOFs) ซึ่งเป็นสารประกอบที่สามารถดักจับสารเฉพาะ รวมทั้งยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสี ภายในโครงสร้างที่มีรูพรุน Martin Pumera และเพื่อนร่วมงานต้องการเพิ่มไมโครมอเตอร์ให้กับ MOF รูปทรงแท่งที่เรียกว่า ZIF-8 เพื่อดูว่าสามารถกำจัดกากกัมมันตภาพ รังสี ได้อย่างรวดเร็วหรือไม่ เพื่อสร้างไมโครโรบ็อตที่ขับเคลื่อนตัวเองได้ นักวิจัยได้ออกแบบแท่ง ZIF-8 ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1/15 ของเส้นผมมนุษย์ นักวิจัยได้เพิ่มอะตอมของเหล็กและอนุภาคนาโนของเหล็กออกไซด์เพื่อทำให้โครงสร้างมีความเสถียรและทำให้เป็นแม่เหล็กตามลำดับ อนุภาคนาโนแพลทินัมตัวเร่งปฏิกิริยาที่วางอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของแท่งแต่ละแท่งจะเปลี่ยน "เชื้อเพลิง" ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในน้ำให้เป็นฟองอากาศออกซิเจน ซึ่งขับเคลื่อนไมโครบอทด้วยความเร็วประมาณ 60 เท่าของความยาวต่อวินาที ในน้ำเสียกัมมันตภาพรังสีจำลอง หุ่นยนต์ขนาดเล็กสามารถกำจัดยูเรเนียมได้ 96% ภายในหนึ่งชั่วโมง ทีมงานได้รวบรวมแท่งเหล็กที่บรรจุยูเรเนียมด้วยแม่เหล็กและถอดยูเรเนียมออก ทำให้หุ่นยนต์จิ๋วสามารถนำไปรีไซเคิลได้ ไมโครโรบ็อตที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองอาจช่วยในการจัดการและฟื้นฟูกากกัมมันตภาพรังสีได้ในอนาคต นักวิจัยกล่าว