Tech & Nature

Abbau beschleunigen

Forscher: Autonome Roboter sollen Mikroplastik in Gewässern minimieren

© Nariman Mesharrafa / Unsplash
© Nariman Mesharrafa / Unsplash

Plastikabfall ist für die Umwelt eine der größten Belastungen. In Meeren finden sich gewaltige Mengen an sichtbarem Müll, jedoch gibt es auch auf der mikroskopischen Ebene Überreste und das so ziemlich überall. So hat das Senckenberg Forschungsinstitut beispielsweise im Jahr 2016 Unmengen an Mikroplastik-Teilchen in Sedimenten vom Boden des Pazifischen Ozeans gefunden (Tech & Nature berichtete). Auch auf Berggipfeln findet sich Mikroplastik, das auf Dauer für Mensch und Umwelt zur Gefahr wird. Forscher der Universität für Chemie und Technologie in Prag haben jetzt einen Lösungsansatz entwickelt. Mikroskopische Roboter sollen sich durch die Gewässer bewegen und dabei helfen, das für das menschliche Auge kaum wahrnehmbare Plastik abzubauen.

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Mikroplastik durch Photokatalyse zersetzen

Laut den Forschenden ist die momentan schnellste Methode um Plastik abzubauen die sonnenlichtgetriebene Photokatalyse. Unter dem Einfluss von Sonnenlicht zersetze sich Plastik schneller als gewöhnlich in CO2 und Wasserstoff. „Schneller“ ist dabei aber nur relativ. Ohne menschliche Einflussnahme würde der Abbau Jahre dauern, so die Forschenden. Die winzigen Roboter sollen nun dabei helfen, den Prozess zu beschleunigen.

„Unsere intelligenten, von sichtbarem Licht angetriebenen Mikroroboter sind in der Lage, Mikroplastik praktisch im Vorübergehen zu erfassen und abzubauen“, schreiben die Wissenschaftler. Ihnen zufolge sind die Maschinen so groß wie eine Blutzelle und verfügen über keinen klassischen Antrieb. Stattdessen würden sie das photokatalytische Material Bismutvanadat und das magnetische Eisenoxid in sich tragen. Durch diese Zusammensetzung würden sich die Roboter vorwärtsbewegen, sobald Sonnenlicht sie berührt. Durch Magnetfelder soll es möglich sein, sie außerdem präzise zu steuern.

Modell der Mikroroboter © American Chemical Society
Modell der Mikroroboter © American Chemical Society

Roboter müssen selbst abbaubar sein

Die Roboter bewegen sich laut dem Forschungsteam mit einer Geschwindigkeit von mehreren Millimetern pro Sekunde. Kommen die mikroskopischen Maschinen mit Plastikteilchen in Verbindung, heften sie sich an sie und verstärken durch den Einfluss von Sonnenlicht die chemische Reaktion Photokatalyse. Das treffe vor allem auf die beiden Kunststoffe Polymilchsäure und Polycaprolacton zu. Bislang konnten die Forscher ihre Erfindung nur in geschlossenen Wasserbehältern testen. In Zukunft sollen sie aber auch in größeren Gewässern zum Einsatz kommen.

„Die Roboter bauen Mikroplastik wesentlich schneller ab, als sie sich selbst abbauen könnten“, erklärt Forschungsleiter Martin Pumera. Laut The Fast Company haben die Forscher schon ein Angebot von einer Kläranlage erhalten, das die Mikroroboter einsetzen will. Pumera und sein Team wollen aber vorerst noch sichergehen, dass die Maschinen sich auch selbst biologisch abbauen können und nicht noch mehr Belastungen für Gewässer darstellen.

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