Ze zijn dan wel klein, toch worden deze minuscule robots ingezet voor een groot probleem.
Het broeikasgas koolstofdioxide blijft niet alleen in de lucht hangen, maar verdwijnt ook in de oceanen. Hierdoor kan het water verzuren en dit heeft nare gevolgen voor het leven in de oceaan. Kevin Kaufmann en zijn collega’s hebben nu piepkleine motortjes ontwikkeld die moeten bijdragen aan de oplossing van het probleem.
Schalen van zeedieren
De motors zijn slechts 6 micrometer lang. Ter vergelijking: een mensenhaar is ongeveer 50 micrometer dik. Aan de buitenkant zijn ze uitgerust met de katalysator carboanhydrase. Dit enzym zorgt ervoor dat koolstofdioxide sneller wordt omgezet in calciumcarbonaat, een vast mineraal dat voorkomt in de schalen van zeedieren. Calciumcarbonaat kan vervolgens worden opgeslagen in de robot.
Er zijn al een aantal tests met de microbots uitgevoerd. De onderzoekers lieten de motors zakken in een oplossing met koolstofdioxide. Binnen vijf minuten hadden de robotjes 90 procent van het CO₂ uit de vloeistof gehaald. In een oplossing van zeewater haalde de motors 88 procent van het koolstofdioxide eruit in hetzelfde tijdsbestek.
Volgens de onderzoekers kunnen de micromotors in de toekomst worden gebruikt als onderdeel van waterzuiveringssystemen.
Platinum
Om de motortjes door het water te laten zwemmen, is op dit moment nog wel waterstofperoxide nodig. De anorganische verbinding reageert met platinum dat wordt verwerkt in de bots, en veroorzaakt een stroom van zuurstofbelletjes. Deze gasbubbels drijven het minuscule robotje voort.
Het gebruik van waterstofperoxide wordt echter wel gezien als nadeel. Het is een extra toevoeging en zorgt ervoor dat er dure platinum materialen nodig zijn om de micromotor van zijn plek te krijgen. “We hoeven gelukkig een zeer beperkte hoeveelheid platinum te gebruiken”, mailt onderzoeker Kevin Kaufmann. “Ook gaat het jaren mee. Toch willen we in de toekomst onderzoek gaan doen naar micromotors die alleen door water kunnen worden aangedreven.” Hierdoor wordt het platinum overbodig, en dit zou het proces milieuvriendelijker en in kosten effectiever maken.
Bronnen: Angewandte Chemie, Wired