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9 Mai, 2024

De minuscules robots tenaces capturent des bactéries et des microplastiques dans l’eau

De minuscules robots tenaces capturent des bactéries et des microplastiques dans l’eau

Une image au microscope montre les microrobots (jaunes) avec des bactéries piégées (vertes) et de minuscules morceaux de plastique (blancs).

Des scientifiques ont mis au point de minuscules « robots » qui semblent très efficaces pour éliminer la pollution de l’eau par les microplastiques. De plus, ces petits robots ciblent également les bactéries nocives qui s’accrochent souvent aux particules de plastique.

Par définition, les microplastiques sont des fragments de plastique d’un diamètre inférieur à 5 millimètres.

Présents dans les cours d’eau du monde entier, ils proviennent d’un certain nombre de sources. Il s’agit notamment de morceaux de déchets plastiques flottants qui se décomposent en morceaux plus petits, de produits tels que les dentifrices qui contiennent des microbilles de plastique, de vêtements synthétiques qui perdent leurs fibres au fil des lavages et de pneus de voiture qui libèrent des morceaux de caoutchouc qui s’infiltrent dans les égouts pluviaux.

Les chercheurs tentent encore de comprendre comment l’ingestion de ces particules peut affecter la santé des personnes. Cela dit, les microplastiques attirent souvent des bactéries nocives qui vivent sur les particules ou autour d’elles, et nous ne devrions certainement pas manger ou boire ces microbes.

C’est là que les microrobots entrent en jeu.

Mis au point par le professeur Martin Pumera et ses collègues de l’université de technologie de Brno, en République tchèque, ces minuscules dispositifs sphériques ne mesurent que 2,8 micromètres de large. Au cœur de chacun d’eux se trouve un Dynabead magnétique disponible dans le commerce, généralement utilisé dans la recherche scientifique. À la surface de chacune de ces billes sont attachés des fils d’un polymère chargé positivement portant le nom accrocheur de poly(N-[3-(diméthylamino)propyl]méthacrylamide).

Lorsqu’ils sont initialement ajoutés à un réservoir d’eau, les robots individuels restent plus ou moins uniformément dispersés dans le liquide. Cependant, lorsqu’ils sont exposés à un champ magnétique rotatif produit par des bobines externes, des groupes de robots s’alignent sur ce champ et se lient les uns aux autres pour former des feuilles plates. Ces feuilles se déplacent dans l’eau en suivant la direction du champ magnétique rotatif.

Lors de tests en laboratoire, les scientifiques ont placé les microrobots dans de l’eau contenant à la fois des bactéries Pseudomonas aeruginosa responsables de pneumonies et des billes de polystyrène fluorescentes d’un micromètre de large (ces dernières jouant le rôle de microplastiques). Au fur et à mesure que les robots se déplaçaient dans l’eau, les bactéries et les billes étaient attirées par les brins de polymères chargés des robots et s’y retrouvaient piégées.

Après 30 minutes de cette activité, un aimant a été utilisé pour retirer les microrobots de l’eau. Des ultrasons ont ensuite été utilisés pour détacher les microbes et les plastiques des robots dans un récipient séparé, puis un processus d’irradiation aux UV a été mis en place pour tuer les bactéries désormais concentrées. Les robots ont ensuite pu être réutilisés, mais avec une capacité réduite de capture des microbes et des matières plastiques.

Le professeur Pumera dit que cette technologie ne sera pas utilisée dans le monde réel avant cinq à dix ans. En attendant, vous pouvez voir les microrobots en action dans la vidéo ci-dessous.

https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2024/may/swarms-of-miniature-robots-clean-up-microplastics-and-microbes-simultaneously-video.html