Smarte Mikroroboter reinigen Wasser in Rekordzeit

Smarte Mikroroboter reinigen Wasser in Rekordzeit

Mikroroboter aus Graphen fängt Blei aus Abwasser ein. (Foto: acs.org)

Stuttgart – Forscher des Max-Planck-Institutes Stuttgart haben winzige Mikroroboter mit Eigenantrieb entwickelt, die Blei aus kontaminiertem Wasser entfernen oder organische Verschmutzungen abbauen können. Diese absorbieren Blei aus Industrieabwasser und reduzieren so in nur einer Stunde ein Niveau von 1.000 Teilen pro einer Mrd. auf unter 50 Teile. Das Blei kann später zum Recycling entnommen und die Mikromotoren wiederverwendet werden.

Graphen als Grundlage
„Die Aussenhülle des Mikroroboters, welche aus Graphen besteht, fängt das Blei ein. Die innere Platinschicht funktioniert als Antrieb und zerfallendes Wasserstoffperoxid als Treibstoff, sodass der Roboter sich selbst antreiben kann“, sagt Forscher Samuel Sánchez. Wenn Wasserstoffperoxid dem Abwasser zugesetzt wird, zersetzt das Platin es zu harmlosem Wasser und Sauerstoffblasen, welche von der Rückseite des Mikroroboters zu dessen Antrieb ausgestossen werden. „Es ist wichtig, ein System zur Schadstoffbeseitigung zu verwenden, welches keine zusätzliche Verschmutzung erzeugt“, so der Wissenschaftler.

Zwischen dem Graphenoxid und den Platinschichten befindet sich eine Nickelschicht, welche es den Experten ermöglicht, die Bewegung und Richtung des Mikroroboters magnetisch von aussen zu steuern. „Ein Magnetfeld kann verwendet werden, um sie alle aus dem Wasser zu sammeln, wenn sie fertig sind“, fügt Sanchez hinzu. Künftig könnten die Mikroroboter-Schwärme durch ein automatisiertes System gesteuert werden, das sie mittels Magneten dazu bringt, verschiedene Aufgaben zu erfüllen, lautet die Vision der Wissenschaftler.

Günstig und recycelbar
Schwermetall-Kontaminierungen im Wasser – sei es durch Blei, Arsen, Quecksilber oder andere Metalle – entstehen durch Aktivitäten der Industrie und stellen ein grosses Risiko für die öffentliche Gesundheit sowie für die Tierwelt dar. Die neuen Mikroroboter – jeder davon ist kleiner als ein menschliches Haar breit ist – bieten eine Lösung, die potenziell schneller und günstiger als aktuelle Methoden der Wasserreinigung sind. Zudem sind sie umweltfreundlich: Sie ermöglichen den verantwortungsvollen Umgang mit den gesammelten Schadstoffen, da das Blei danach zum Recycling genutzt werden kann. Ausserdem sind sie wiederverwendbar. (pte/mc/ps)

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