Umweltschutz: Mini-Roboterfische aus dem 3D-Drucker entgiften Wasser

Die Zukunft der Reinigung von Wasser und eine mögliche Lösung des Problems der weltweiten Verschmutzung von Trinkwasser, könnten kleine Mini-Robterfische sein. Ginge es zumindest nach dem Forscher Jinxing Li, der das Problem von verschmutztem Wasser mit Hilfe der extrem kleinen Fische aus dem 3D-Drucker lösen möchte.

Die Reinigung von Wasser ist ein hochkomplexes Verfahren, weshalb weltweit Forscher an neuen Lösungen arbeiten. Ein Forscherteam der UC San Diego setzten bei ihrer Grundlagenforschung und zur Fertigung individueller, kostengünstiger Produkte nun auf einen 3D-Drucker und entwickelten dabei Mini-Roboterfische, mit denen Giftstoffe aus dem Wasser gefiltert werden können. Die kleinen Fische schwimmen durch das Wasser, nehmen Giftstoffe auf und filtern diese heraus. Im umgekehrten Fall könnten die Roboterfische mit positiven Wirkstoffen gefüllt werden, welche sie dann ins Wasser abgeben könnten, wie das kürzlich veröffentlichte Paper beschreibt.

Abstract: Hydrogel microfish featuring biomimetic structures, locomotive capabilities, and functionalized nanoparticles are engineered using a rapid 3D printing platform: microscale continuous ­optical printing (μCOP). The 3D-printed ­microfish exhibit chemically powered and magnetically guided propulsion, as well as highly efficient detoxification capabilities that highlight the technical versatility of this platform for engineering advanced functional microswimmers for diverse biomedical applications (Vollständiges Paper | Vorschau zum Paper).

Das menschliche Auge erkennt die Fische kaum, weil sie nur 120 Mikrometer lang und 30 Mikrometer breit sind. Sie sind damit erheblich kleiner als das Haar eines Menschen. Die Flossen der Fische wurden mit Aluminiumpartikeln getränkt. Die Partikel reagieren im Wasser mit dem dortigen Wasserstoffperoxid, wodurch die Flossen sich bewegen und die Fische durch das Wasser schwimmen können.

Das  Baumaterial der Fischroboter kann neben den Flossen auch mit verschiedenen Partikeln bestückt werden. Zum Beispiel kann es sich dabei um Stoffe handeln, die bestimmte Giftstoffe finden und aufnehmen können. Das Herumschwimmen der Fische gewährleistet außerdem eine vollständige Reinigung des Wassers.

Fische reinigen Wasser
Die Microfische schwimmen fast unsichtbar durch das Wasser und reinigen es (Bild © W. Zhu and J. Li, UC San Diego Jacobs School of Engineering).

In der Medizin sei der Einsatz der Roboterfische ebenfalls vorstellbar. Sie könnten bestimmte Medikamente gezielt verabreichen oder für die Entgiftung bestimmter Teile des Körpers eingesetzt werden. Der visionäre Forscher Jinxing Li, der die mechanischen Fische hauptsächlich mitentwickelt hat, hofft, dass mit weiterer Forschung künftig neue chirurgische präzise arbeitende Roboter entwickelt werden könnten. Es würde bis dahin jedoch noch sehr lange dauern. Die Minifische sind derzeit nur Grundlagenforschung.

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