Une équipe de chercheurs tchèques a développé de minuscules robots destinés à s’attaquer à la pollution plastique des cours d’eau et des océans.

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

Capturer les plastiques et bactéries

Les associations ne sont pas les seules à s’attaquer à ce fléau environnemental. Des chercheurs de la Brno University of Technology, en République tchèque, ont conçu des essaims de minuscules robots sphériques capables de recueillir les microplastiques et les bactéries présentes dans l’eau. Leurs travaux viennent d’être publiés dans la revue scientifique ACS Nano.

Un de leurs avantages majeurs réside dans leur capacité à capter les microplastiques (qui mesurent jusqu’à 5 millimètres), particulièrement durs à récolter à cause de leur petite taille. Autre problème : ces microplastiques attirent les bactéries, y compris les agents pathogènes, et représentent un réel danger pour les animaux, qui peuvent les ingérer. Qu’à cela ne tienne, ces robots sont aussi capables de récolter ces bactéries.

Un jeu collectif

Mais alors à quoi peuvent bien ressembler ces mini-robots dépollueurs et comment s’y prennent-ils pour décontaminer l’eau ? En imitant des essaims naturels comme les bancs de poissons, ces microsystèmes de 2,8 micromètres de diamètre travaillent en collaboration. Pour les construire, les chercheurs ont relié des brins d’un polymère chargé positivement, qui attirent et captent les plastiques et les microbes, à des microparticules magnétiques qui ne se déplacent que quand 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 dans un réservoir d’eau des billes de polystyrène fluorescentes d’un micromètre de large ainsi que des bactéries pseudomonas aeruginosa, de grandes nageuses qui peuvent causer des pneumonies et d’autres infections. Les chercheurs y ont ensuite plongé les microrobots, qu’ils ont exposés à un champ magnétique rotatif pendant 30 minutes, en l’activant et en le désactivant 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 de plastique a aussi diminué, ces dernières étant attirées par les microrobots.

Autre avantage de ces microbots : ils sont réutilisables. En effet, les chercheurs ont réussi dans un premier temps à récolter les robots grâce à un aimant une fois leur tâche accomplie. Ils les ont ensuite exposés à des ultrasons pour détacher les bactéries qui s’y étaient collées. Enfin, les microbes ont été retirés à l’aide de rayons ultraviolets, pour achever la désinfection des systèmes robotiques. Ceux-ci 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 les problèmes complexes de pollution dans les environnements aquatiques, conclut Martin Pumera, chimiste tchèque et principal auteur de l’étude. Cela ouvre des solutions pour la protection de l’environnement et la gestion de la qualité de l’eau ».

Source: Le point