میکروموتورهایی برای پاکسازی دی اکسید کربن از اقیانوس های ما

مهندسان نانو از دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو یک موتور میکروسکوپی ساخته اند که برای حذف دی اکسید کربن از اقیانوس طراحی شده است. با افزایش اسیدی شدن اقیانوس‌های جهان، حذف دی‌اکسید کربن از اقیانوس‌ها می‌تواند اثرات تغییرات آب و هوایی را به مرور زمان کاهش دهد یا معکوس کند. سطوح بالای دی اکسید کربن در آب منجر به کاهش زندگی آبزیان و کیفیت آب در سرتاسر جهان می شود.  

این میکروموتورهای جدید در کاهش دی اکسید کربن پیشرو خواهند بود. نویسنده اول مطالعات، ویرندرا وی سینگمی‌گوید: «ما از امکان استفاده از این میکروموتورها برای مبارزه با اسیدی شدن اقیانوس‌ها و گرم شدن زمین هیجان‌زده هستیم.» 

ریزموتورهای دانشگاه کالیفرنیا از آنزیمی به نام کربنیک انیدراز روی پلیمر بیرونی برای حرکت در آب استفاده می‌کنند. از پراکسید هیدروژن به عنوان نوعی سوخت برای تامین انرژی آنزیم استفاده می کند. پراکسید هیدروژن با سطح داخلی پلاتین واکنش می دهد تا حباب های اکسیژن تولید کند. این حباب ها به نوبه خود کربنیک انیدراز را به حرکت در می آورند و موتور را حرکت می دهند.  

از آنجایی که سطح پلاتینیوم میکروموتور را گران می‌کند، محققان در حال برنامه‌ریزی برای راهی هستند که موتورها را با آب به حرکت درآورند. گفت: «اگر میکروموتورها بتوانند از محیط زیست به عنوان سوخت استفاده کنند، مقیاس پذیرتر، سازگار با محیط زیست و هزینه کمتری خواهند بود». کوین کافمن، نویسنده مشترک مطالعه.  

آنزیم کربنیک انیدراز همچنین به عنوان وسیله ای برای کاهش دی اکسید کربن در آب عمل می کند. این کار را با سرعت بخشیدن به واکنش بین دی اکسید کربن و آب انجام می دهد، که دی اکسید کربن را به کربنات کلسیم تبدیل می کند. کربنات کلسیم در ماده ای که بخش عمده صدف و سنگ آهک را تشکیل می دهد و سازگار با محیط زیست است.  

طول هر میکروموتور 6 میکرومتر است و کاملاً مستقل است. هنگامی که در آب مستقر می‌شوند، به امتداد حرکت می‌کنند و هر دی اکسید کربنی را که با آن مواجه می‌شوند، «پاکسازی» می‌کنند. به دلیل حرکت سریع و مداوم موتورها، آنها بسیار کارآمد هستند. در آزمایش‌های این مطالعه، میکروموتورها می‌توانستند با سرعت ۱۰۰ میکرومتر در ثانیه حرکت کنند و قادر به حذف 88 درصد دی اکسید کربن در محلول آب دریا در 5 دقیقه.  

هنگامی که این موتورهای کوچک در اقیانوس مستقر می شوند، به طور مداوم هر گونه دی اکسید کربن موجود در آب را حذف می کنند و با تأثیرات تغییرات آب و هوایی در اقیانوس های ما مبارزه می کنند. با هر شانسی، آن‌ها می‌توانند سلامت اقیانوس‌های ما و آبزیان ساکن در آن‌ها را بازیابی کنند.