Mikrorobotter renser radioaktivt affald

Ifølge nogle eksperter, Atomkraft har et stort løfte om at imødekomme verdens voksende energibehov uden at generere drivhusgasser. Men forskerne skal finde en måde at fjerne radioaktive isotoper på, både fra spildevand genereret af atomkraftværker og fra miljøet i tilfælde af et udslip. Nu, forskere, der rapporterer i ACS Nano har udviklet små, selvkørende robotter, der fjerner radioaktivt uran fra simuleret spildevand.

Utilsigtet udslip af radioaktivt affald, såsom hvad der skete i Tjernobyl og Fukushima atomkraftværket katastrofer, udgør store trusler mod miljøet, mennesker og dyreliv. Forskere har udviklet materialer til at fange, adskille, fjerne og genvinde radioaktivt uran fra vand, men materialerne har begrænsninger. En af de mest lovende nyere tilgange er brugen af ​​metal-organiske rammer (MOF'er) - forbindelser, der kan fange specifikke stoffer, herunder radioaktivt uran, i deres porøse strukturer. Martin Pumera og kolleger ønskede at tilføje en mikromotor til en stangformet MOF kaldet ZIF-8 for at se, om den hurtigt kunne rense radioaktivt affald.

For at lave deres selvkørende mikrorobotter, forskerne designet ZIF-8 stænger med diametre omkring 1/15 af et menneskehår. Forskerne tilføjede jernatomer og jernoxidnanopartikler for at stabilisere strukturerne og gøre dem magnetiske, henholdsvis. Katalytiske platinnanopartikler placeret i den ene ende af hver stang omdannede hydrogenperoxid "brændstof" i vandet til iltbobler, som drev mikrorobotterne frem med en hastighed på omkring 60 gange deres egen længde i sekundet. I simuleret radioaktivt spildevand, mikrorobotterne fjernede 96 % af uranet på en time. Holdet samlede de uranfyldte stænger med en magnet og fjernede uranet, så de små robotter kan genbruges. De selvkørende mikrorobotter kunne en dag hjælpe med håndtering og rensning af radioaktivt affald, siger forskerne.