Los diminutos dispositivos esféricos miden sólo 2,8 micrómetros de ancho
Los científicos han desarrollado pequeños "robots" que parecen ser muy eficaces para eliminar la contaminación por microplásticos del agua. Además, los pequeños robots también atacan las bacterias dañinas que a menudo viajan sobre las partículas de plástico.
Por definición, los microplásticos son fragmentos de plástico de menos de 5 milímetros de diámetro.
Se encuentran en vías fluviales de todo el mundo y provienen de varias fuentes. Estos incluyen trozos de desechos plásticos flotantes que se descomponen en pedazos más pequeños; productos como pasta de dientes que contienen microperlas de plástico; ropa sintética que desprende fibras al lavarse; y neumáticos de automóviles que liberan trozos de caucho que llegan a las alcantarillas pluviales.
Los investigadores todavía están tratando de comprender cómo la salud de las personas puede verse afectada por la ingestión de partículas en sí mismas. Dicho esto, las bacterias dañinas a menudo se sienten atraídas por los microplásticos, que viven sobre o alrededor de las partículas, y definitivamente no deberíamos comer ni beber esos microbios.
Ahí es donde entran los microrobots.
Desarrollados por el profesor Martin Pumera y sus colegas de la Universidad Tecnológica de Brno en la República Checa, los diminutos dispositivos esféricos miden sólo 2,8 micrómetros de ancho. En el corazón de cada uno de ellos hay un Dynabead magnético disponible comercialmente, que normalmente se utiliza en investigaciones científicas. Unidas a la superficie de cada una de estas cuentas hay hebras de un polímero cargado positivamente con el atractivo nombre de poli(N-[3-(dimetilamino)propil]metacrilamida).
Al agregarlos inicialmente a un tanque de agua, los robots individuales permanecen más o menos uniformemente dispersos en el líquido. Sin embargo, una vez expuestos a un campo magnético giratorio producido por bobinas externas, grupos de robots se alinean con ese campo, uniéndose entre sí para formar láminas planas. Esas láminas se mueven a través del agua, siguiendo la dirección del campo magnético giratorio.
En pruebas de laboratorio, los científicos pusieron los microrobots en agua que contenía la bacteria Pseudomonas aeruginosa, que causa neumonía, y perlas de poliestireno fluorescente de 1 micrómetro de ancho (estas últimas desempeñan el papel de microplásticos). A medida que las láminas de los robots se abrían paso a través del agua, las bacterias y las cuentas se sintieron atraídas y quedaron atrapadas en las hebras de polímero cargadas de los robots.
Imagen: Una imagen de microscopio muestra los microrobots (amarillo) junto con las bacterias atrapadas (verde) y pequeños trozos de plástico (blanco) Adaptado de ACS Nano 2024, DOI: 10.1021/acsnano.4c02115
Después de 30 minutos de esta actividad, se utilizó un imán para sacar los microrobots del agua. Luego se utilizó ultrasonido para separar los microbios y plásticos de los robots en un recipiente separado, seguido de un proceso de irradiación UV para matar las bacterias ahora concentradas. Luego, los robots podrían reutilizarse, aunque con una capacidad reducida de captura de microbios y plástico.
El profesor Pumera nos dice que faltan aproximadamente entre cinco y diez años para que la tecnología entre en uso en el mundo real.
La investigación se describe en un artículo publicado recientemente en la revista ACS Nano: Magnetic Microrobot Swarms with Polymeric Hands Catching Bacteria and Microplastics in Water
