Forschung

Roboterfische aus 3D-Drucker filtern Giftstoffe aus Wasser

Ein Team aus US-Forschern hat winzig kleine 3D-Fische entwickelt, die sich durchs Wasser bewegen und dieses von Giftstoffen reinigen können. Die Fische könnten aber auch zur ganz genauen Verabreichung von Medizin genutzt werden.

Durch das rote Licht, dass die Fische ausstrahlen, kann nachvollzogen werden, wie stark die Entgiftung bis dato von statten gegangen ist.  (Foto: W. Zhu and J. Li, UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Durch das rote Licht, dass die Fische ausstrahlen, kann nachvollzogen werden, wie stark die Entgiftung bis dato von statten gegangen ist. (Foto: W. Zhu and J. Li, UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Die Suche nach geeigneten Maßnahmen zur Reinigung von Wasser hält an. Die in vielen Gebieten der Welt herrschende Knappheit an sauberem Trinkwasser verlangt nach kostengünstigen und innovativen Methoden zur Reinigung dieses. Nun haben Wissenschaftler der UC San Diego sich die 3D-Drucktechnik zu Hilfe genommen, um einen Filter zu entwickeln.

Die Miniroboterfische sind mit einer Länge von 120 Mikrometern und einem Durchmesser von 30 Mikrometern sogar kleiner als ein Haar. Um sich im Wasser fortbewegen zu können, haben die Fische in ihrer Flosse Aluminiumpartikel. Diese reagieren im Wasser mit Wasserstoffperoxid. Diese Reaktion setzt die Flossen und so auch den Fisch in Bewegung. Zusätzlich dazu kann dann das Material, aus dem die Fische gedruckt sind, mit unterschiedlichen Partikeln versetzt werden, die beispielsweise entweder Giftstoffe aus dem Wasser absorbieren oder eben von den Fischen im Wasser abgegeben werden können. Im Kopf des Fisches befindet sich magnetisches Eisenoxid, so dass die Fische auch gelenkt werden können.

Die Bewegung der Fische stellt dabei sicher, dass die kleinen 3D-Schwimmer wirklich das ganze Wasser filtern. Wenn dann die Nanopartikel sich mit den giftigen Wassermolekülen verbinden, werden die Fischkörper transparent und geben rotes Licht ab. So man hat ein zusätzliches Mittel zur Überprüfung, wie  gut die Reinigung des Wassers funktioniert.

Die Methodik kann dann auch leicht in den medizinischen Bereich übertragen werden. Ausgestattet mit bestimmten Medikamenten könnten die Fische in bestimmte Körperregionen vordringen und dort die Wirkstoffe abgeben, sagte Jinxing Ke, einer der Wissenschaftler aus dem Team. Außerdem sie man dank der 3D-Technologie nicht nur auf die Fischform reduziert. „Wir können sofort einen Mikroroboter herstellen, der auf einen anderen biologischen Organismus zurückgeht“, sagt de Co-Autor Wei Zhu.

Ebenfalls Forscher aus den USA sind es auch, die an einer ganz andere Methode der Wasserfilterung arbeiten. Dabei geht es um ein Buch mit ganz speziellen Papierseiten. Diese wurden mit Nanopartikel aus Silber und Kupfer versetzt und zu einem Buch gebunden. Kupfer und Silber besitzen Eigenschaften, die Bakterien zerstören können. Reißt man eine Buchseite heraus, kann man sie dann als Wasserfilter verwenden. Mit nur einer Buchseite soll man in der Lage sein, bis zu 100 Liter Wasser zu filtern. Ein Buch könnte damit vier Jahre lang den Trinkwaserbedarf eines Menschen abdecken.

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