L’inquinamento marino da metalli pesanti: scendono in campo i nanobot

L'inquinamento del mare da parte dei metalli pesanti è attualmente una delle forme più sentite di contaminazione ambientale, soprattutto a causa della tossicità di queste sostanze. Ora, però, una soluzione potrebbe venire da una nuova ricerca che coinvolge le nanotecnologie. Sciami di nanorobot rivestiti di grafene, infatti, potrebbero rappresentare la nostra arma migliore per ripulire gli oceani dai metalli pesanti.
Stefano Pisani, 25 Aprile 2016
Micron
Micron
Giornalista Scientifico

L’inquinamento del mare da parte dei metalli pesanti è attualmente una delle forme più sentite di contaminazione ambientale, soprattutto a causa della tossicità di queste sostanze. I metalli pesanti più pericolosi per il mare sono cromo, cadmio e piombo, che sono dannosi non solo per la salute dell’uomo (anche in concentrazioni abbastanza lievi) ma anche per quella delle specie marine, oltre a non essere per nulla degradabili.

L’INQUINAMENTO DA METALLI PESANTI
I metalli pesanti si accumulano attraverso la catena alimentare e possono rappresentare una minaccia per le specie in vetta a essa (uomo compreso). L’esposizione degli organismi marini a livelli tossici di contaminanti metallici può causare danni ai tessuti, incapacità di rigenerare il tessuto danneggiato, inibizione della crescita, danni al DNA, ecc..
Sebbene esistano dei meccanismi disintossicanti di difesa da parte delle specie marine, quando le concentrazioni ambientali sono alte questi potrebbero rivelarsi insufficienti e possono dunque manifestarsi notevoli effetti nocivi. I metalli pesanti introdotti nell’ecosistema del mare sono principalmente concentrati nelle aree costiere, nei pressi delle regioni densamente popolare e in quelle industrializzate. Sono solitamente associati a particelle che spesso sono molto piccole e possono restare in soluzione per un lunghissimo periodo di tempo. Nei sedimenti, inoltre, la loro presenza può raggiungere una concentrazione dalle 10 alle 100 volte più alta che in soluzione: le particelle nei sedimenti potrebbero dunque costituire un’importante sorgente secondaria di contaminazione, che persiste anche dopo la scomparsa di quella primaria.

NANOROBOT CONTRO IL PIOMBO
Ora, però, una soluzione potrebbe venire da una nuova ricerca che coinvolge le nanotecnologie. Sciami di nanorobot rivestiti di grafene, infatti, potrebbero rappresentare la nostra arma migliore per ripulire gli oceani dai metalli pesanti. Gli scienziati hanno infatti sviluppato una sorta di microscopici guerrieri subacquei che sono in grado di rimuovere fino al 95% di piombo dalle acque reflue, e il tutto nel giro di circa un’ora. L’invenzione non poteva arrivare in un momento migliore, con l’inquinamento degli oceani che si mantiene a livelli molto elevati, soprattutto a causa del potenziamento delle attività industriali (come quelle che concernono la produzione di componentistica elettronica). Entro il 2050, per esempio, si stima che negli oceani di tutto il mondo ci saranno quasi più materie plastiche che pesci e metalli di scarto come piombo, arsenico, mercurio, cadmio e cromo influenzeranno il delicato equilibrio ecologico del mare. Nel prossimo futuro, dunque, questo stato di cose potrebbe rendere la sopravvivenza molto difficile per qualunque animale che si basi su di esso per nutrirsi, uomo compreso.
I nuovi nanorobot, sviluppati da un team internazionale di ricercatori, sono composti da tre strati principali: uno esterno in ossido di grafene a cui spetta il compito di assorbire il piombo (o altro metallo pesante), un nucleo in nichel che i ricercatori, attraverso un campo magnetico, sfruttano per controllare il movimento dei nanorobot, e un rivestimento interno in platino che funziona da motore e spinge i dispositivi in avanti mediante una reazione chimica che coinvolge il perossido di idrogeno.

UNA SOLUZIONE EFFICACE ED ECONOMICA
Dopo il primo passaggio, i nanobot – che hanno dimensioni inferiori alla larghezza di un capello umano – possono essere riutilizzati per ulteriori “pulizie”. Grazie alla loro abilità nel ripulire l’acqua, e al modo in cui possono essere impiegati più e più volte, gli scienziati ritengono che i nanobot potrebbero rappresentare una soluzione più efficace e più economica rispetto a quelle proposte finora. Quando i nanobot hanno svolto il loro compito, vengono recuperati sempre attraverso lo stesso campo magnetico che era servito a dirigerli durante i loro movimenti. A questo punto, viene utilizzata una soluzione acida per rimuovere gli ioni di piombo e i bot sono pronti a essere riutilizzati. “Si tratta di una nuova applicazione di nanodispositivi intelligenti per questioni ambientali – ha spiegato Sámuel Sánchez, membro del team dell’Istituto Max-Planck per Sistemi Intelligenti, che ha sede a Stoccarda che ha sviluppato i nanobot. “L’uso di nanomacchine auto-alimentate ci permetterà di catturare i metalli pesanti che si trovano nelle aree contaminate e di trasportarli in luoghi opportuni”. Secondo i ricercatori, mentre i nanobot usati in questi esperimenti sono controllati mediante uno specifico campo magnetico, in futuro potrebbero anche riuscire a orientarsi in modo autonomo. Ulteriori studi si focalizzeranno in avvenire sull’attacco a diversi tipi di contaminanti e sulla riduzione dei costi di fabbricazione dei bot. Questo tipo di tecnologia innovativa potrebbe essere inoltre utilizzata in altri settori come, per esempio, la somministrazione mirata di farmaci.

Commenti dei lettori


Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

    X