微型機器人捕捉細菌和塑膠微粒過程的示意圖。（美國化學學會ACS）
塑膠在日常生活用品中占據主導地位，但它不僅分解速度緩慢，還容易裂解成危害更大的塑膠微粒，衍生出廣泛的環境和健康問題。為此，歐洲的科學家發明一種小型的機器人，用來清理這些塑膠微粒和細菌。
當我們日常使用的食品包裝、兒童玩具和其它塑膠製品處理不當時，它們就容易分裂成5毫米（mm）或更小的塑膠微粒，它們會吸附一些重金屬並釋出有毒化學物質，極易被動物和植物吸收。
當人們吃了這些動植物後，身體會累積部分物質。許多研究表明，這些塑膠微粒會對人的身體產生負面影響，包括消化系統、呼吸系統、內分泌系統、生殖系統和免疫系統，同時干擾人體的荷爾蒙的產生、釋放、傳輸和代謝等。另外，一些研究還發現，塑膠微粒會吸引細菌和病原體，而這些有害的病原體可能被動物和人類攝入。
儘管之前微米或奈米級的機器人，可以透過附近的化學物質、光、磁、聲和電運行，讓它們去清理垃圾、投放藥物等之類的物品，或透過電腦編程讓它們進行更複雜的動作，但這些微型機器人往往需要較多的錢和時間去製造，且不一定都能達到預期效果。
這次，中歐理工學院的未來能源與創新實驗室和布爾諾理工大學的科學家們，研發了一種可利用磁性去清理塑膠微粒和微生物的微型機器人，這種機器人在清洗過後可重複使用。該研究成果今年5月發表在《美國化學學會》雜誌上。
研究團隊的主要作者馬丁·普梅拉（Martin Pumera）和同事們，為了同時去除水中的微生物和塑膠微粒，讓微型機器人系統模仿自然的群體，如魚群一樣聚集和變換。這些圓球形的微型機器人在外部磁場的影響下，可以集體移動去捕獲自由遊動的細菌和分散的塑膠微粒，以達到清潔水生環境的目的。
他們首先將二甲胺基丙基丙烯醯胺陽離子聚合物整合到直徑4微米（μm）的微型機器人上，並透過靜電力增強了它們與細菌的相互作用，使它們長出擁有磁芯聚合物的「觸手」，從而提高了它們的捕獲效率。
這次使用的陽離子聚合物，是一種作為預防和治療細菌感染的有前途的藥物，能夠破壞細菌的細胞膜使其死亡，特別是對革蘭氏陰性細菌（大腸桿菌）有效果。如果對該陽離子聚合物增加靜電，會增強它與細菌結合（破壞）能力。
隨後，研究人員將微型機器放到含有銅綠假單胞菌和塑膠微粒的容器中，用磁場控制它們使其變成鏈條狀、平面和團簇等多種型態，以使它們捕獲細菌和塑膠微粒。
當這些機器人捕捉過污染物後，它們會被引導到另一個乾淨的容器中，並用超音波將它們與細菌或塑膠微粒徹底分離，再對該容器進行紫外線消毒，最後把清過的乾淨水排出。
他們對水做含菌量檢驗。結果顯示，這些經過微型機器人操作30分鐘後的水，其細菌含量明顯減少。他們還發現，微型機器人在含有高濃度的細菌溶液中，能捕獲大約80%的細菌，若在低濃度的情況下，其捕獲率降至21%。
此外，他們將這些磁性微型機器人放置到含有直徑約1μm的螢光聚苯乙烯珠（模擬塑膠微粒）和細菌污染水中，進行30分鐘的處理，以評估機器人清潔這些污染物的能力。結果顯示，銅綠假單胞菌和塑膠微粒的殘留大量減少，且持續時間越長這些污染物的殘留越少。
研究人員表示，該項實驗證明一種能夠解決複雜水淨化的方案，且與傳統方法不同，因為這種清潔效果不僅良好，還可以重複利用。若將陽離子聚合物進行改良，也可以捕捉其它種類的細菌，因此這是一項十分有前景的方法。
