Biliony drobných plastových částic se plaví v hlubinách všech světových oceánů a ohrožují nejen mořské ekosystémy, ale také lidské zdraví. A tak se vědci po celém světě snaží přijít s inovativními metodami, které by pomohly oceány těchto mikroplastů co nejšetrněji zbavit.

Právě za tímto účelem vyvinuli vědci z pražské Vysoké školy chemicko-technologické (VŠCHT) magnetického mikrorobota zvaného MagRobot. Jeho schopnost "konzumovat" mikroplasty byla inspirována lepicími vlastnostmi svalnaté nohy mořské mušle, která je potažena chemickou látkou zvanou 3,4-dihydroxyfenyl-L-alanin (DOPA). Ta pomáhá mušli přilnout k podvodním povrchům.

Na výzkumu se podíleli Huaijuan Zhou, Carmen Mayorga-Martinez a Martin Pumera z Centra pro pokročilé funkční nanoroboty na Katedře anorganické chemie VŠCHT. Výsledek výzkumu byl publikován v srpnu tohoto roku v časopisu Small Methods.

Tým pokryl magnetické nanočástice tvořené oxidem železnato-železitým (vzorec Fe3O4) polydopaminem (PDA), což je polymerizovaný dopaminem, který má podobnou strukturu a adhezivní vlastnosti jako výše zmiňovaný DOPA, který je součástí povrchu mořské mušle. PDA slouží dvěma účelům: zachycuje plastové částice a imobilizuje (drží na místě) enzymy, které je pomohou rozložit. "Tímto způsobem může být vychytaná mikroplastová částice ihned enzymaticky degradována," píšou autoři ve své práci.

Pohyb českých MagRobotů ve vodách může být řízen pomocí příčného rotujícího magnetického pole. Zcela rozdílně – pomocí světla – jsou navigovány obdobné nano/mikroroboty, které byly vyvinuty dříve. Tento způsob navigace má ale jednu velkou nevýhodu, takoví roboti totiž nemohou pronikat do větších hloubek, neboť tam světlo neproniká.

"Na rozdíl od nano/mikrorobotů aktivovaných světlem mohou jejich magneticky poháněné protějšky toto omezení prolomit. Naši biokompatibilní mikroroboti nabízejí metodu čištění vody bez paliva a nezávislou na životním prostředí," popisují vědci výhody svého mikrorobota.

MagRobot tedy pluje oceánem, přičemž je veden magnetickým polem. V průběhu toho na sebe nalepuje částice mikroplastů, které současně ihned degraduje. To je umožněno díky enzymu lipasa, která je společně s lepkavou látkou PDA na jeho povrchu.

Vědci doufají, že sem jim v blízké budoucnosti podaří otestovat roj těchto mikrorobotů v reálném prostředí. "MagRoboti založení na PDA jsou biologicky šetrní, celý proces likvidování mikroplastů navíc nespotřebovává žádné toxické chemické palivo, proto tento přístup představuje vhodný „zelený“ způsob, jak z vod odstranit znečisťující částice mikroplastů,“ uzavírají vědci.

Originální publikace: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202100230

Zdroj: Advanced Science News, zdroj titulního obrázku: Naja Bertolt Jensen, Unsplash.