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德国普朗克研究所的净水神器:球形机器人身披“纳米银甲”杀菌如麻

放大字体 缩小字体 发布日期:2017-07-14 10:34:19   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:418


而为了净化污水,小机器人需要在各种环境中工作。于是,研究者将其置于pH值不同的水中测试其游动情况。

由于机器人靠镁和氢氧根反应推动,在镁元素耗尽之时其寿命也就结束了。实验证明机器人在酸性的环境下游动最快,pH=5.0时速度为27μm每秒,而随着pH的增长速度下降,在pH=6.5时只能达到6μm每秒。

相对应地,镁元素消耗得约快,因此小机器人寿命越短。pH=5.0时其寿命只有12分钟,而pH=6.5时长达20分钟。

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图丨水体pH值与机器人游速的关系(左)和pH值与持续时间的关系(右)

同时,科学家描绘了小机器人在pH值不同的溶液中的运动轨迹,测量间隔为10秒钟。酸性酸性溶液中的小机器人明显运行距离较远。

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图丨不同pH值下机器人在10秒钟内游过的路径

另一组有关水体本身的对照试验显示,细菌在磷酸盐溶液中更容易存活,而在纯水中则难以获得养分,这说明微型机器人在供人饮用的纯水中效果更佳。

但是,微型机器人的反应过程中会不可避免的产生其他金属离子。考虑到其主要推动力是镁和氢氧根的反应,生成物中会有大量的镁离子,且因为其间也有铁的涂层,水中也残留了一定量的铁离子。

不过不用担心,这些残留物都严格控制在世界卫生组织(WHO)对饮用水的标准之下,也就是镁离子10-50mg/mL和铁离子的0.3mg/mL。然而目前还没有对金离子的明确标准(金本身也很难被氧化,所以水中少有金离子)。

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图丨WHO对水中金属元素的标准

至于主要杀菌剂银离子,WHO对正常饮用水中银离子的标准是少于0.005μg/mL,但对于存在需要杀菌处理的污染饮用水标准为0.1μg/mL,而这款小机器人成功地达到了这一要求。

无论如何,这样一款原理易懂、制造简单的机器人,居然能在污水处理上大显身手,再次见证了工程师大神们的脑洞。

其实,发明创造离我们并不远,就像这个利用了金属与水反应原理工作的机器人告诉我们,初高中知识也可以成为创新的基石。希望科学家能够再接再厉,继续用脑洞改变世界。

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关键词: 机器人 细菌 微型

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