微型游泳機器人可清除海洋中的二氧化碳

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珊瑚海

聖地牙哥加州大學(University of California, San Diego)科學家已開發出,將來可用來清除海洋中二氧化碳的微型機器人,可幫助減緩氣候變化的影響。概念研究的證據,發表在應用化學(Angewandte Chemie)期刊上。

研究人員開發出,可快速清除水中碳酸鹽的微型馬達(micromotors)。他們使用外表是稱做碳酸酐酶(carbonic anhydrase)酵素的聚合物表面。可加快二氧化碳和水的反應速度,形成碳酸氫鹽(bicarbonate),然後在水中加入氯化鈣(calcium chloride),碳酸氫鹽會轉化成固態碳酸鈣(calcium carbonate)。氯化鈣比較安全,可在貝殼等物體中發現。

微型馬達116

每個微型的管型機器人,六微米長,是完全自主的,因此它們可以被部署在水中,且可自動行駛。此研究的共同第一作者Virendra V. Singh在聲明中表示 : “我們對使用這些微型馬達來對抗海洋酸化(ocean acidification)和全球暖化的可行性,感到興奮。"雖然,目前不清楚如何將他們做大規模的部署。

測試中,微型馬達五分鐘內,可清除去離子水(deionized water)溶液中,90%的二氧化碳,及清除海水溶液中88%的二氧化碳。研究的共同作者Kevin Kaufmann表示:”未來,我們可把這些微型馬達做為水處理系統的一部分,就像一種水脫碳的裝置。”

微型馬達

但是,問題在於需將少量的過氧化氫(hydrogen peroxide)添加於水中,以供應微型馬達燃料進行所需的移動。在含有2至4%過氧化氫(hydrogen peroxide)的水溶液中,微型馬達利用過氧化氫與其內部白金表面間反應,所產生的一連串氧氣泡泡,每秒可達到100微米以上的速度。

然而,研究人員希望,未來它們可使用水作為能源。Kaufmann說:”如果微型馬達可用環境做為燃料,它們將會有更佳的擴展性、環保且便宜。”

隨著海洋酸化成為一個快速成長的問題,這可能是面臨加劇的人為氣候變化,維持生物群落解決方案的一部分。

來源: Iflscience

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