la pénurie d'eau a été une limite développement économique et social des problèmes mortels. Mais peut-être qu'ils ne savent pas forcément que la cause de la pénurie n'est pas la rareté elle-même, mais D'entraîner une pollution des ressources en eau deviennent disponibles précieux .
La figure Shu nouvelle invention dans le microrobot nage en eau
Comme nous le savons tous, le changement robot de la société humaine, Les robots miniatures peuvent être en mesure d'éliminer les contaminants et les agents pathogènes dans les eaux usées nous . Il y a tout juste quelques jours, robot tel n'est plus un exercice d'imagination! Publié dans le magazine « ACS Applied Materials & Interfaces », une invention récente par un procédé chimique simple pour le transformer en une réalité.
L'invention vient de l'équipe Allemagne Intelligent Systems Département de recherche Marc Kroon Institut Continuous Computing (Institut Max-Planck pour les systèmes intelligents) . Mark Kroon recherche en informatique en continu de sorte que le physicien allemand Max Puke Lang nommé lauréat du prix Nobel de plus de 33, ainsi que l'élite dans divers domaines, mais a également formé un certain nombre de grandes recherches pour notre bétail. L'image de cela, le Max Planck est tanière des dieux académiques de l'Europe.
La recherche de micro-robots conduit par deux scientifiques Diana Vilela et Samuel Sánchez Ordóñez. Ils ont des idées novatrices à l'eau contaminée.
Figure Shu Division des systèmes intelligents Mark Kroon Institut Continuous Computing. Société continue Informatique Marquer des plus de 33 krone prix Nobel, ainsi que l'élite dans divers domaines, mais aussi formé un certain nombre de la recherche scientifique pour le gros bétail de la Chine
Traiter avec la contamination de l'eau, Les pratiques traditionnelles utilisent souvent le chlore ou d'autres désinfectants pour désinfecter , Mais cette façon, bien sûr, les bactéries peuvent être tués, mais leur corps sera toujours conservé dans l'eau, et Les effets secondaires de fortes concentrations de désinfectant générées peuvent aussi causer des dommages à l'organisme humain.
Ainsi, ces dernières années, les chercheurs ont pensé à faire un excellent travail dans le domaine des sciences de l'environnement Micromoteur (micromoteur) , Ils utilisent des systèmes moléculaires simples ou mécanisme chimique pour atteindre l'environnement d'auto-promotion . Légèrement modifiée, elle peut être fabriquée adsorbé les composés organiques, les métaux lourds et d'autres polluants dans le micro-robot intelligent simple eau.
La figure Shu nanosilver microrobot figure imaginer
L'équipe de recherche a ensuite conçu ce qui a revêtement de nanoargent micro robot sphérique (Janus microbots décoré avec des nanoparticules d'argent) .
Bref, c'est 15 microns de diamètre des particules sphériques , Sa surface est une magnésium , Pour la réaction avec de l'eau De petites bulles d'hydrogène produites pour promouvoir Voyage à travers le robot. Tandis que l'autre est à son tour fixé le revêtement de fer, un revêtement d'or et la surface la plus extérieure des nanoparticules d'argent, Une fois que les bactéries fixées à la surface de nanoparticules d'argent de la sphère, il va tuer l'efficacité bactéricide.
Vidéo Shu ACS Applied Materials & Interfaces Présentation du robot miniature nano-argent
Les tests de laboratoire montrent que le robot peut fonctionner dans l'eau 15-20 minutes, Il peut enlever plus de 80% de E. coli. E. coli est une bactérie scientifique de recherche le plus complet et une d'une variété d'organes humains dans les pathogènes infectés en commun alimentaire et de l'eau. Nous avons donc besoin de trouver un moyen efficace pour éliminer ce type de bactéries.
Pendant ce temps, après la fin de l'utilisation, L'opérateur peut facilement supprimer ces robots avec un aimant de l'eau, mais aussi la façon dont l'eau sortant des bactéries mortes.
Figure Shu micrographie électronique d'Escherichia coli
Ensuite, ce micro-robot dans la fin est comment ça marche? Comment faut-il parvenir à l'auto-promotion? Comment réaliser la stérilisation?
Comme mentionné ci-dessus, Robot « carburant push » Magnesium sa queue . Dans l'eau, réagit de magnésium avec des molécules d'eau pour former un ion de magnésium, un hydroxyde et de l'hydrogène, Sa formule chimique est la suivante (junior contenu scolaire, nous pouvons sentir combien il est facile). Par la suite, la forme hydrogène de petites bulles ressortiront de la queue du robot à billes, ainsi Promouvoir robot nage irrégulière.
Et son effet bactéricide principalement de nanoparticules d'argent. En cas de contact avec la membrane cellulaire bactérienne, Ions d'argent d'argent Nano est capable de libérer leur sont nuisibles, Le pH acide de la membrane est capable d'accélérer la libération d'ions d'argent, et a permis de fixer à la surface bactérienne. Ensuite, les ions d'argent se lier aux groupes thiol de protéines bactériennes, Et détruire rapidement la perméabilité de la membrane cellulaire. Finalement, les bactéries vont se dissoudre et la mort.
Mettez de côté les détails ne disent pas, on peut facilement comprendre du point de vue - Nous vivons utilisent souvent l'argent comme des bijoux, des vaisseaux, est dérivé de l'effet bactéricide du métal. Quelle étude, il a fait des particules de nano-argent est considérablement augmenté et le taux de la zone de réaction, augmentation de la destruction des bactéries.
des ions d'argent figure Shu à tuer les bactéries
De plus, Des bactéries telles que fixées à une surface métallique . La charge négative sur la membrane cellulaire à la surface du métal de l'interaction (y compris les forces de van der Waals et des interactions électrostatiques) Ces propriétés font le revêtement d'or de la tête sphérique avec des bactéries effet d'adsorption, un aller à la dispersion finale dans la surface du revêtement nano-argent en or.
De plus, Préparation de micro-robots Est pas compliqué, cela signifie que les couches enroulées de revêtement sur la bille de métal de magnésium.
Shu préparation de nanoparticules d'argent figure micro-robot
Plus précisément, à savoir 1) lors de la première préparé Tige diamètre des boules de métal d'environ 15 microns Le 2), puis en plaçant la feuille de verre, une machine de dépôt de métal ont été revêtues d'une couche L'or et 35 nm d'épaisseur Fe 14 nm d'épaisseur. 3) Afin d'ajuster la surface de la couche d'or sur le plan chimique, qui serait ensuite placé dans un ballon de métal solution éthanolique de sel de chlorhydrate de cystéamine . 4) Enfin, nano particules d'argent de revêtement avec la racine fixée à la surface par l'ammonium, la partie avant fixée à la sphère, Micro-robot et vous avez terminé.
Après fait des scientifiques de robots sphériques également réalisé une série de mesures. Dans la micrographie électronique. (En bas à gauche) Plaqué avec des sphères d'argent nano et l'autre extrémité du matériau métallique de magnésium, et que l'extrémité exposée sont clairement visibles , Et la spectroscopie des rayons X (en bas à droite) reflète la répartition de chaque élément sur la sphère, comme le montre - la plus haute teneur en magnésium, un second élément métallique, en fait, seulement un peu nanosilver.
La figure Shu nanosilver micro-robot micrographie électronique (à gauche) et la spectroscopie à rayons X (à droite)
Le chiffre est L'élément de distribution de spectre de rayons X dessinée, décrit la distribution de chaque élément dans la sphère , Ordre: magnésium, l'or, le fer, l'argent. On peut voir sur la figure, Le magnésium réparti uniformément sur tout le corps, et les autres éléments sont à une extrémité seulement pour la stérilisation, En effet, digne de « duplicité ».
élément figure Shu selon le schéma de distribution de spectre de rayons X établi l'ordre: le magnésium, l'or, le fer, l'argent,
Après l'achèvement du robot de travail, les scientifiques activité fluorescente sondé stérilisation technique d'imagerie, où une masse d'eau, Partie supérieure de bactéries survivantes parties vertes et rouges de la rangée inférieure de la mort des bactéries .
Test constitué d'eau pure, pur des particules de nano-argent, les nanoparticules d'argent et trois groupes de commande de micro-robot; Il est clair que la grande majorité de la survie des bactéries de l'eau purifiée, une solution de nanoparticules d'argent pur il y avait une certaine quantité de bactéries mortes, Le robot miniature nano-argent tué avec succès la plupart des bactéries. Description Ce mécanisme est en effet capable d'améliorer l'effet bactéricide des centuple en argent métallique.
activité de fluorescence figure Shu technique d'imagerie de contraste de bactéries vivantes et les bactéries mortes et les bactéries viables que les bactéries vertes, rouges mortes, de gauche à droite: l'eau, des nanoparticules d'argent pur, nano argent microrobot
Un autre groupe d'activité fluorescente reflète l'efficacité de l'image de contraste des couches métalliques. Les scientifiques sont des particules métalliques et le contrôle de plusieurs micro-robots et placés dans de l'eau et testées pour l'imagerie par fluorescence bactérienne tout autour.
En l'absence d'ajouté nanosilver ajouté, Un grand nombre de bactéries vivantes à adhérer à la partie supérieure du magnésium, du fer et de métal comme l'or, ce qui reflète les mécanismes de matériaux intéressants bactériens . Dans le cas où seuls les nanoparticules d'argent, les bactéries mortes figure ont commencé à apparaître, le fait que, Le robot a fer d'adhérence, revêtement d'or et Ag combinent corps entier simplement artefact , Autour d'un rouge, de nombreuses victimes ah ......
Contrairement à la figure Shu activité de fluorescence de plusieurs particules: présentant une bactérie d'adsorption de métal commun, tuant ayant nanosilver
Pour les eaux usées Purifier, Les petits robots doivent travailler dans divers environnements. Ainsi, les chercheurs ont placé des valeurs de pH différentes dans le test de la nage en eau leur situation.
Etant donné que le robot en poussant la réaction de l'hydroxyde de magnésium et, De magnésium dans déplétion leur vie sera terminée. Les expériences montrent Dans l'environnement acide du robot en aval du mouvement le plus rapide , PH = 5,0 lorsque le taux de 27m par seconde, et le taux de croissance de la diminution du pH en pH = 6,5 lorsque seulement atteindre 6 um par seconde.
corrélativement, Le magnésium consommé environ rapide, de sorte que plus la vie d'un petit robot . pH = 5,0 pendant 12 minutes de sa vie, lorsque le pH = 6,5 jusqu'à 20 minutes.
Shu diagramme pH eau relation de vitesse Voyage robot (à gauche) et la durée et le pH (à droite)
Pendant ce temps, les scientifiques représente une petite trajectoire de robot différentes solutions de pH, l'intervalle de mesure est de 10 secondes. petite opération robot solution acide acide très éloignées.
La figure Shu à différentes valeurs de pH dans le robot exécuté par le chemin 10 secondes
Pour un autre ensemble d'eau d'essai lui-même contrôlé Les bactéries plus facilement survivre dans une solution de phosphate , Bien qu'il soit difficile d'obtenir en éléments nutritifs de l'eau pure, Cela montre que les meilleurs micro-robot de résultats dans l'eau pour la consommation humaine.
Cependant, Le procédé de réaction de génération de micro-robot d'autres ions métalliques inévitablement. Compte tenu de sa force d'entraînement principale est la réaction de l'hydroxyde de magnésium, les ions de magnésium résultants ont beaucoup, et parce que le fer a un revêtement entre ceux-ci, l'eau résiduelle est également une certaine quantité d'ions de fer.
Mais ne vous inquiétez pas, Ces résidus sont strictement contrôlés en vertu de la normes de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) pour l'eau potable, -À-dire 0,3 mg / mL ions magnésium 10-50mg / ml, et les ions fer. Cependant, il n'y a pas (l'or lui-même est difficile d'être oxydé, si peu d'ions d'or de l'eau) à des normes claires d'ions d'or.
La figure Shu OMS élément métallique standard dans l'eau
Comme ions d'argent principalement fongicides, norme OMS d'ions d'argent dans l'eau potable est normalement inférieure à 0.005g / mL, mais il est nécessaire pour la stérilisation des normes d'eau potable contaminée 0,1 ng / mL, Et ce petit robot a rencontré avec succès cette exigence.
En tout état de cause, un tel principe facile à comprendre, simple à des robots de fabrication, en fait être en mesure de jouer un rôle actif dans le traitement des eaux usées, Encore une fois nous avons été témoins du grand Dieu qui les ingénieurs du trou du cerveau.
En fait, les inventions non loin de nous, tout comme l'utilisation de métal réagit robot avec le principe de l'eau nous dit, Moyen et haut niveau de connaissances de l'école peut être le fondement de l'innovation. Les scientifiques espèrent pouvoir poursuivre leurs efforts pour changer le monde avec le trou du cerveau.
