تصل ملايين الأطنان من البلاستيك سنوياً إلى المحيطات، ومن المحتمل أن يتضاعف هذا الكم خلال السنوات القادمة.
ويحاول الخبراء والمهتمون بالبيئة والحياة البحرية إيجاد أفضل الطرق للتخلص من البلاستيك في المحيطات، لكن الجزء الأصعب من المهمة هو التخلص من الجزيئات البلاستيكية الدقيقة التي لا ترى بالعين المجردة.
ومن هذا المنطلق، طوّر باحثون من جامعة سيتشوان في جنوب غرب الصين سمكة صغيرة يمكنها امتصاص المواد البلاستيكية الدقيقة في المياه الضحلة.
لماذا يجب أن نتخلص من اللدائن الدقيقة؟
جزيئات البلاستيك الصغيرة، والتي تُعرف أيضاً باللدائن الدقيقة، تنفصل عن المواد البلاستيكية الأكبر حجماً مثل الزجاجات أو الملابس الاصطناعية، وتنتشر في كل مكان على الأرض، من قمة جبل إيفرست حتى أعمق نقطة في المحيطات، وتسبب أضراراً للكائنات البحرية التي تبتلعها، ما يهدد صحتها ونموها ويعيق تكاثرها.
كما وجدت طريقها إلى الطعام الذي نتناوله نحن البشر والماء الذي نشربه، ووُجدت أيضاً في دم الإنسان ورئتيه وفي الأجنة التي لم تولد بعد.
تصعب إزالة هذه الجسيمات الدقيقة من البيئة، خاصةً عندما تستقر في الزوايا والشقوق في قاع الممرات المائية.
وبهدف إيجاد حل لهذه المشكلة، ابتكر فريق من الباحثين في جامعة سيتشوان الصينية سمكة روبوتية صغيرة، تسبح بسرعة وتلتقط اللدائن الدقيقة وتزيلها من المحيط.
ونُشرت دراستهم حول هذه السمكة ومميزاتها في دورية رسائل النانو “Nano Letters” التابعة للجمعية الكيميائية الأميركية “ACS”، في 22 يونيو/ حزيران 2022.
طريقة صنع السمكة الروبوتية
تستخدم عادة لصناعة الروبوتات اللينة الهلاميات المائية واللدائن، لكن هذه المواد سرعان ما تتلف في البيئات المائية.
ولم يستخدم الباحثون الآن هذه المادة بل استخدموا مادة أخرى، قوية ومرنة، مستوحاة من مادة تسمى “عرق اللؤلؤ” أو الصدف، وهي بالأصل مجموعة من المواد العضوية وغير العضوية التي تغطي الطبقة الداخلية لأصداف البطلينوس.
ويتركب الصدف من طبقات مجهرية من مركبات كربونات الكالسيوم المعدنية والبوليمرية، وبينها حشو بروتين حريري في الغالب.
وحين صنع فريق الباحثين السمكة الروبوتية، ربطوا جزيئات «بيتا دكسترين الحلقي» إلى الجرافين المسلفن، فتكوّن لديهم صفائح نانوية مركبة. ثم دمجوا محاليل الصفائح النانوية بتراكيز مختلفة في مخاليط «البولي يوريثين لاتكس». ثم عملوا على جمع الطبقات واحدة تلو الأخرى بتدرج تراكيز للمركبات النانوية، حتى تشكلت لديهم السمكة الروبوتية.
مميزات السمكة الروبوتية الدقيقة
تتمتع السمكة الروبوتية بعدة مميزات:
الحجم
تتميز هذه السمكة الروبوتية بصغر حجمها إذ يبلغ طولها 15 ملم. تعتبر هذه الصفة من أهم المميزات لتصبح قادرة على الدخول إلى الشقوق الصغيرة التي يصعب الوصول إليها.
السرعة
تتحرك السمكة الروبوتية بسرعة تبلغ 2.67 من طولها في الثانية، لتصبح بهذا أسرع من الروبوتات السابحة المرنة الأخرى، ولها نفس سرعة سباحة العوالق النباتية النشطة في الماء. بسبب متانة وسرعة الروبوت، يمكن استخدامه لرصد اللدائن الدقيقة والملوثات الأخرى في البيئات المائية القاسية.
الحركة
تتحرك السمكة بواسطة تشغيل وإيقاف ضوء ليزر قريب من الأشعة تحت الحمراء عند ذيلها. يؤدي ذلك إلى رفرفة الذيل ودفع السمكة نحو الأمام. يمكن للعلماء التحكم فيها باستخدام الضوء لتجنب اصطدامها بالمخلوقات الأخرى أو السفن.
تأكُل وتؤكل
تلتهم السمة الروبوتية من اللدائن الدقيقة ما يعادل حجم بطاقة ائتمان خلال أسبوع. ولا تشكل خطراً على الكائنات الحية الأخرى إذا أكلتها؛ لأنها مصنوعة من البولي يوريثين، وهي مادة سهلة الهضم بالنسبة للكائنات لأنها مادة طبيعية ومتوافقة حيوياً.
ميزات أخرى
للسمكة الروبوتية ميزات أخرى فهي:
- قادرة على امتصاص الملوثات وشفاء نفسها حتى في حالة تلفها.
- تمتص اللدائن الدقيقة من البوليسترين على نحو متكرر وتنقلها إلى مكان آخر.
- قادرة على الالتئام الذاتي بعد تعرضها للقطع، مع الاحتفاظ بميزة التهام اللدائن الدقيقة.
يأمل الباحثون أن تصل السمكة الروبوتية إلى مستويات أعمق، وتقدم معلومات تحلل التلوث البحري في الوقت الفعلي. وقد قال وانج يويان، أحد الباحثين الذين طوروا الروبوت: “لقد طورنا هذا الروبوت المصغر خفيف الوزن، ويمكن استخدامه بعدة طرق. على سبيل المثال في العمليات الطبية الحيوية أو العمليات الخطرة، مثل روبوت صغير يمكن وضعه في جزء من جسمك لمساعدتك في القضاء على بعض الأمراض”.
المصدر: إم آي تي تكنولوجي ريفيو
