في خطوة تقنية قد تمثل اختراقاً لمعالجة واحدة من أشرس الأزمات البيئية المعاصرة، نجح علماء تشيكيون في تطوير روبوتات مجهرية قادرة على تنقية المياه والتربة من جزيئات البلاستيك الدقيق.
يعتمد الابتكار على استخدام جسيمات مجهرية من مادة «MXene» تتميز بطبقاتها فائقة الرقة ومساحتها السطحية الواسعة، ما منحها قدرة فريدة على جذب جزيئات البلاستيك والالتصاق بها. ولإحكام السيطرة عليها، غطى الباحثون هذه الجسيمات بطبقة نانوية من النيكل، لتصبح قابلة للتوجيه والحركة عن بُعد باستخدام مجالات مغناطيسية خارجية.
ووفقاً للدراسة المنشورة في مجلة «NPG Asia Materials»، أثبتت التجارب المخبرية كفاءة لافتة لهذه الروبوتات؛ ففي البيئة المائية، نجحت في التخلص من نحو 94% من جزيئات البوليسترين و89% من بولي إيثيلين تيرفثالات (PET) خلال ساعة واحدة فقط. أما في عينات التربة، فقد بلغت نسبة الإزالة نحو 81% للبوليسترين و72% للـ PET، متفوقة بوضوح على الطرق التقليدية التي تستخدم مادة «MXene» وحدها دون تحريك مغناطيسي.
رغم هذه النتائج المبهرة، يشدد الفريق العلمي على أن التقنية لا تزال حبيسة المختبرات، وأن نقلها إلى الطبيعة يتطلب تجارب ميدانية دقيقة لتقييم أدائها في ظروف أكثر تعقيداً. كما تبرز تحديات جوهرية تتطلب حلاً، مثل خطر تسرب أيونات المعادن إلى البيئة، وضمان استعادة الروبوتات بالكامل عقب انتهاء مهام التنظيف.
وعلى الرغم من وجود محاولات سابقة -مثل تلك التي أعلن عنها علماء كوريون جنوبيون قبل عامين لتنقية المياه بالروبوتات-، تأتي هذه الدراسة لتسجل قفزة نوعية في نسب التنقية والكفاءة.
يُذكر أن البلاستيك الدقيق، الذي يقل قطره عن خمسة مليمترات، يمثل كابوساً بيئياً حقيقياً نظراً لتغلغله في التربة والمياه وتسلله عبر السلسلة الغذائية مهدداً صحة الكائنات الحية ودورة المغذيات.
In a technological step that could represent a breakthrough in addressing one of the fiercest contemporary environmental crises, Czech scientists have succeeded in developing microscopic robots capable of purifying water and soil from microplastic particles.
The innovation relies on the use of microscopic particles made of "MXene," which are characterized by their ultra-thin layers and large surface area, granting them a unique ability to attract and adhere to plastic particles. To ensure control over them, the researchers coated these particles with a nanoscale layer of nickel, making them steerable and able to move remotely using external magnetic fields.
According to the study published in the journal "NPG Asia Materials," laboratory experiments demonstrated remarkable efficiency for these robots; in aquatic environments, they succeeded in removing about 94% of polystyrene particles and 89% of polyethylene terephthalate (PET) within just one hour. In soil samples, the removal rates reached approximately 81% for polystyrene and 72% for PET, clearly outperforming traditional methods that use "MXene" alone without magnetic movement.
Despite these impressive results, the scientific team emphasizes that the technology is still confined to laboratories, and transferring it to natural environments requires precise field experiments to assess its performance under more complex conditions. Additionally, there are significant challenges that need solutions, such as the risk of metal ion leakage into the environment and ensuring the complete recovery of the robots after their cleaning tasks.
Although there have been previous attempts—such as those announced by South Korean scientists two years ago to purify water using robots—this study marks a qualitative leap in purification rates and efficiency.
It is worth mentioning that microplastics, which are less than five millimeters in diameter, represent a real environmental nightmare due to their infiltration into soil and water and their entry into the food chain, threatening the health of living organisms and nutrient cycles.
