நானோரோபோட்களைப் பயன்படுத்தி மாசுபட்ட நீரிலிருந்து கன உலோகங்களை சுத்தம் செய்தல்

மாசுபட்ட நீரில் இருந்து கன உலோகங்களை அகற்றும் திறன் கொண்ட நானோரோபோட்களை சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு உருவாக்கியுள்ளது. நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், நானோரோபோட்கள் மற்றும் சோதனையின் போது அவை எவ்வளவு நன்றாக வேலை செய்தன என்பதை பற்றி தெளிவாக விவரிக்கின்றன.

கன உலோகங்கள் நிலப்பரப்புகளிலும், சுரங்க நடவடிக்கைகளிலும் மற்றும் தொழில்துறை குப்பைகளின் மூலமும் நீர் அட்டவணையில் நுழைகின்றன என்று முந்தைய ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. நீர் ஆதாரங்களில் இருந்து கன உலோகங்களை அகற்றுவதற்கான தற்போதைய முறைகள் சிக்கலான பல-படி நடைமுறைகளை உள்ளடக்கியது. சேதமடைந்த திசுக்களை மீண்டும் உருவாக்குவதற்கு நானோரோபோட்கள் ஸ்டெம் செல்களுக்கு மாற்றாக இருக்கலாம்.

சில நிபந்தனைகளின் கீழ் கன உலோக அயனிகளுடன் பிணைக்கக்கூடிய வெப்ப உணர்திறன் காந்த நானோ துகள்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கி, மற்றவற்றின் கீழ் வெளியிடும் திறன் கொண்ட நானோரோபோட்கள் (ஒவ்வொன்றும் வெறும் 200 நானோமீட்டர்கள் அகலம்) ப்ளூரோனிக் ட்ரை-பிளாக் கோபாலிமரை (PTBC- Pluronic Tri-block Copolymer) காந்தப்புலங்கள் வழியாக கட்டுப்படுத்தகூடிய ஈர்ப்பியல் அயர்ன் ஆக்சைடாகவும் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டன. PTBC-ஆனது ஒரு வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்டது. குளிர்ந்த நீரில் வைக்கப்படும் போது, ​​பொருள் கன உலோகங்களுடன் பிணைகிறது. வெப்பமடையும் போது, ​​உலோக அணுக்களுக்கு இடையிலான பிணைப்புகள் தளர்வாகி, அவை ஒன்றையொன்று பிரிக்க அனுமதிக்கிறது. எளிமையாகச் சொல்வதென்றால், நானோரோபோட்களின் குழு குளிர்ந்த நீரின் மாதிரிக்குள் செல்லலாம், அங்கு அவை இயற்கையாக சிதறி, கன உலோகங்களுடன் பிணைக்கப்படும். அடுத்து, நானோரோபோட் ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு தனி தளத்தில் இணைக்கப்படலாம். அங்கு, உலோகத்தை வெளியிட தண்ணீரை சூடாக்கலாம். குறிப்பிடத்தக்க வகையில், இந்த ஏற்பாடு நானோரோபோட்களை மீண்டும் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் நீர் நிரப்பப்பட்ட தொட்டியில் ஆர்சனிக் போன்ற கன உலோகங்களைச் சேர்த்தனர். நானோரோபோட்கள் கரைசலில் இருந்து உலோகங்களை சேகரித்ததால், அவற்றின் சில நானோரோபோட் மாதிரிகளில் அவர்கள் 100 நிமிடங்கள் இருந்தன. மேலும் நானோரோபோட் கழிவுகளை சேகரிக்கப்பட்டு, கனமான கூறுகள் எவ்வளவு அகற்றப்பட்டன என்பது அளக்கப்பட்டது. முடிவு தோராயமாக 65% ஆகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் பணி இன்னும் ஆரம்ப கட்டத்தில் இருப்பதாகக் குறிப்பிடுகின்றனர். ஆனால் உண்மையான நிஜ உலக அமைப்புகளில் அவை பயன்படுத்தப்படுமா என்பதைக் கண்டறிய, நானோரோபோட்களை தொடர்ந்து சோதனை செய்ய திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Vaghasiya, J. V., Mayorga-Martinez, C. C., Matějková, S., & Pumera, M. (2022). Pick up and dispose of pollutants from water via temperature-responsive micellar copolymers on magnetite nanorobots. Nature Communications, 13(1), 1-10.
• Rayaroth, M. P., Oh, D., Lee, C. S., & Chang, Y. S. (2022). Simultaneous removal of heavy metals and dyes in water using a MgO-coated Fe3O4 nanocomposite: Role of micro-mixing effect induced by bubble generation. Chemosphere, 133788.
• Zhang, Y., Yan, K., Ji, F., & Zhang, L. (2018). Enhanced removal of toxic heavy metals using swarming biohybrid adsorbents. Advanced Functional Materials, 28(52), 1806340.
• Shivalkar, S., Gautam, P. K., Chaudhary, S., Samanta, S. K., & Sahoo, A. K. (2021). Recent development of autonomously driven micro/nanobots for efficient treatment of polluted water. Journal of Environmental Management, 281, 111750.
• Yang, J., Hou, B., Wang, J., Tian, B., Bi, J., Wang, N., & Huang, X. (2019). Nanomaterials for the removal of heavy metals from wastewater. Nanomaterials, 9(3), 424.