마이크로플라스틱은 공기 및 음료 등 다양한 경로로 인체에 침입합니다. 특히 바다나 수원의 물이 마이크로플라스틱과 병원균에 모두 오염되면 정화 과정이 복잡해지며, 이러한 어려움으로 인해 생태계와 공중 보건에 심각한 위협이 됩니다. 그런 마이크로 플라스틱을 포획하고, 자석으로 정리해 회수할 수 있는 마이크로 로봇이 발표되었습니다.
Swarms of miniature robots clean up microplas | EurekAlert!
Microrobots Swarm the Seas, Capturing Microplastics and Bacteria [Video]
체코에 있는 중앙 유럽 공과대학의 연구팀이 개발한 마이크로 로봇이 오염된 물을 정화하고 있는 영상입니다.
Water-cleaning beads grab microplastics and bacteria | Headline Science - YouTube
이것이 마이크로 로봇입니다. 막대 모양으로 보이는 이유는 여러 개의 작은 마이크로 로봇이 합체되어 판 모양이 된 것을 옆에서 봤기 때문입니다.
이 마이크로 로봇은, 자성 미립자인 Dynabeads에 고분자 폴리머로 만들어진 사슬을 붙인 것으로, 1개 입자의 크기는 직경 2.8 마이크로미터입니다.
마이크로 로봇은 회전 자기장을 받으면 집합하여 클러스터를 형성하고, 판상이 됨으로써 효율적으로 마이크로 플라스틱이나 박테리아 등의 오염물질을 수집합니다.
자기장에서 회전하는 마이크로 로봇의 덩어리에 오염 물질의 입자가 가까워지면, 흡입되도록 하여 마이크로 로봇에 포획됩니다.
마이크로 로봇의 성능을 조사하기 위해 연구팀은 수조에 직경 1 마이크로미터의 형광 폴리에틸렌 입자와 배양한 녹농균을 넣어 마이크로 플라스틱과 균으로 오염된 물을 재현했습니다. 녹농균은 폐렴 등의 감염증의 원인이 되는 것 외에 소독약이나 항생제에 대한 강력한 약제 내성을 가지므로 약품 등으로 제거가 어려운 것으로 알려져 있습니다.
연구팀은 마이크로플라스틱과 박테리아가 들어간 수조에 마이크로 로봇을 투입하고, 10초마다 회전 자기장의 온 오프를 반복하면서 30분간 처리했습니다. 그 결과, 마이크로플라스틱과 박테리아가 모두 마이크로로봇의 표면에 단단히 흡착되었고, 30분 후에는 형광 폴리에틸렌 입자가 물에서 거의 사라졌다는 것이 확인되었습니다. 또한 실험 중 가장 고농도인 물 1밀리리터당 7.5mg의 농도로 마이크로로봇을 투입하면 수중 녹농균의 80%를 포획할 수 있었습니다.
오염물질을 포획한 마이크로 로봇은, 자석을 사용해 수중으로부터 회수하는 것이 가능하고, 초음파와 자외선에 의한 세정이나 살균을 실시하면, 포획력은 떨어지지만 반복 사용은 할 수 있다는 것입니다.
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