de nouveaux robots capables de repérer les microplastiques dans l’eau

EEntre 4,8 et 12,7 millions de tonnes de plastique finissent chaque année dans les océans, selon le service de recherche du Parlement européen. A tel point que ces eaux pourraient contenir plus de plastique que de poissons d’ici 2050, s’inquiète la Fondation Ellen MacArthur, une organisation caritative britannique qui milite pour la mise en place d’une économie circulaire.

Capturez les plastiques et les bactéries

Les associations ne sont pas les seules à lutter contre ce fléau environnemental. Des chercheurs de l’Université technologique de Brno en République tchèque ont conçu des essaims de minuscules robots sphériques capables de collecter les microplastiques et les bactéries présentes dans l’eau. Leurs travaux viennent d’être publiés dans la revue scientifique ACS Nano.

L’un de leurs atouts majeurs réside dans leur capacité à capter les microplastiques (qui mesurent jusqu’à 5 millimètres), particulièrement difficiles à collecter en raison de leur petite taille. Autre problème : ces microplastiques attirent les bactéries, notamment pathogènes, et représentent un réel danger pour les animaux, qui peuvent les ingérer. Qu’à cela ne tienne, ces robots sont également capables de récolter ces bactéries.

Un jeu collectif

Mais alors à quoi pourraient ressembler ces robots mini-pollueurs et comment procèdent-ils pour décontaminer l’eau ? En imitant des essaims naturels comme des bancs de poissons, ces microsystèmes de 2,8 micromètres de diamètre fonctionnent en collaboration. Pour les construire, les chercheurs ont connecté des brins d’un polymère chargé positivement, qui attirent et capturent les plastiques et les microbes, à des microparticules magnétiques qui ne bougent que lorsqu’elles sont exposées à un champ magnétique. Lorsqu’ils sont exposés à un champ magnétique rotatif, les systèmes robotiques se regroupent en essaims pour mieux capturer leurs cibles.

En laboratoire, l’équipe a placé des billes de polystyrène fluorescentes de l’ordre d’un micromètre et des bactéries dans un réservoir d’eau. pseudomonas aeruginosa, de bons nageurs qui peuvent provoquer une pneumonie et d’autres infections. Les chercheurs ont ensuite immergé les microrobots, les exposant à un champ magnétique rotatif pendant 30 minutes, l’allumant et l’éteignant toutes les 10 secondes. L’essaim de robots le plus dense a réussi à capturer environ 80 % des bactéries présentes dans le liquide testé. Le nombre de billes en plastique a également diminué, ces dernières étant attirées par les microrobots.

Autre avantage de ces microbots : ils sont réutilisables. En effet, les chercheurs ont d’abord réussi à récolter les robots à l’aide d’un aimant une fois leur tâche accomplie. Ils les ont ensuite exposés aux ultrasons pour détacher les bactéries qui y étaient collées. Enfin, les microbes ont été éliminés à l’aide de rayons ultraviolets, pour compléter la désinfection des systèmes robotisés. Ils peuvent ainsi être remis en activité, même si leur récolte est moindre.

“La coordination de la science des matériaux, du magnétisme et de l’ingénierie à micro-échelle a mis en évidence le potentiel des microrobots pour résoudre des problèmes complexes de pollution dans les environnements aquatiques”, conclut Martin Pumera, chimiste tchèque et auteur principal de l’étude. Cela ouvre la voie à des solutions pour la protection de l’environnement et la gestion de la qualité de l’eau.