Dado que los microplásticos pueden caer en grietas y hendiduras, ha sido difícil eliminarlos de los ambientes acuáticos. Una solución que se ha propuesto es utilizar robots pequeños, flexibles y autopropulsados para alcanzar y limpiar estos contaminantes. Pero los materiales tradicionales utilizados para los robots blandos son hidrogeles y elastómeros, y pueden dañarse fácilmente en ambientes acuáticos.
Otro posible material es la madreperla, que es fuerte y flexible y se encuentra en la superficie interna de las conchas de almejas. Las capas de nácar tienen un gradiente microscópico, yendo de un lado con muchos compuestos minerales de carbonato de calcio y polímeros al otro lado con un relleno mayoritariamente de proteínas de seda.
Inspirados por esta sustancia natural, Xinxing Zhang y sus colegas de la Universidad de Sichuan en China querían probar un tipo similar de estructura de gradiente para crear un material duradero y flexible para robots blandos.
Los investigadores unieron moléculas de beta-ciclodextrina al grafeno sulfonado, creando nanoláminas compuestas. Luego incorporaron soluciones de las nanoláminas en diferentes concentraciones en mezclas de látex de poliuretano.
Un método de ensamblaje en capas creó un gradiente de concentración ordenado de los nanocompuestos a través del material con el que el equipo formó un pequeño pez robot de 15 mm (aproximadamente media pulgada) de largo. Encendiendo y apagando rápidamente un láser de luz infrarroja en la cola del pez, este silbaba, impulsando al robot hacia adelante.
El robot podría moverse 2,67 longitudes corporales por segundo, más rápido que otros robots de natación suave y casi lo mismo que el fitoplancton activo que se mueve en el agua. Los investigadores demostraron que el robot pez nadador podía succionar repetidamente los microplásticos de poliestireno cercanos y transportarlos a otro lugar.
El material también pudo curarse después de cortarse, manteniendo su capacidad de adsorber microplásticos. Debido a la durabilidad y velocidad del pez robot, los investigadores dicen que podría usarse para controlar microplásticos y otros contaminantes en ambientes acuáticos hostiles.