Teollisuuden jätevedet sisältävät usein elohopeaa, joka on myrkyllistä sekä ihmisille että ekosysteemeille.
Normaalisti elohopea poistetaan suodattamalla, aktiivihiilellä, käänteisosmoosilla tai jollakin muulla prosessilla, jotka kaikki kuitenkin vaativat paljon sekä rahaa että aikaa.
Nyt Prahan kemian ja teknologian yliopiston tutkija Martin Pumera kollegoineen kehittää niille näppärää ja halpaa vaihtoehtoa.
Siitepöly sitoo elohopeaa itseensä
Tiettyjen kasvien siitepölyhiukkaset imevät itseensä luonnostaan elohopeaioneja, jotka sitoutuvat hiukkasen pintakerrokseen. Tämä havainto sai tutkijat kokeilemaan pienten siitepölyhiukkasten muokkaamista mikroroboteiksi, joita voisi hyödyntää esimerkiksi jäteveden puhdistamisessa.
He käyttivät yhdeksän eri kasvin siitepölyä: voikukan, männyn, lootuksen, auringonkukan, unikon, kamelian, riidenlieon, osmankäämin ja sumakin. Ensin he puhdistivat siitepölyhiukkaset ja kiinnittivät kunkin kylkeen platinahiukkasia.
Sitten nämä platina-siitepölyhybridit laitettiin elohopean saastuttamaan veteen, johon oli lisätty vetyperoksidia. Kun platina reagoi vetyperoksidiin, vetyperoksidi hajoaa ja synnyttää kuplia.
Kuplat toimivat eräänlaisena kemiallisena moottorina, joka liikuttaa mikrorobotteja vedessä ja saattaa niitä kontaktiin useampien elohopeamolekyylien kanssa.
Minirobotit poistavat 80 % elohopeasta
Kahden tunnin kuluttua kaikki nämä yhdeksän siitepölytyyppiä olivat absorboineet vähintään 80 % veden elohopeasta.
Osmankäämin ja sumakin siitepölyt olivat kaikkein tehokkaimpia ja saavuttivat noin 90 prosentin tehon, kun taas lootuksen siitepöly liikkui kaikkein nopeimmin: noin 78 senttiä tunnissa.
Siitepöly on maailman vakaimpia rakenteita. Se kestää kovaa kohtelua jopa miljoonia vuosia, ja sitä on myös saatavilla edulliseen kilohintaan.
Siksi siitepölyroboteista saattaakin kehittyä halpa, luotettava ja ekologisesti kestävä vaihtoehto perinteisille puhdistusmenetelmille.
Elohopea on vaarallista ainetta
Raskasmetalleja kerääntyy ravintoketjuun, ja niitä voi siirtyä esimerkiksi myrkyttyneestä levästä äyriäisiin ja edelleen kaloihin ja ihmisiin.
Elohopea voi häiritä keskushermoston toimintaa ja aiheuttaa halvauksia, ja erityisen vaarallista se on raskauden aikana, koska se sitoutuu sikiön hermosoluihin ja voi aiheuttaa aivovaurioita.