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来自 生命科学 2020-03-24 08:45 的文章
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新型太阳能纳米机器人问世 能一个月吸光墨西哥湾漏油

科学家近日开发出一群可以有效吸收漏油的太阳能纳米技术机器人,它们一个月内就能移除掉墨西哥湾面积大小的漏油。而这次开发不仅是在建筑环境中集中运用传感器和手持型电子设备的首创,同时也预示了这种能够吸收漏油的纳米材料在未来40年中将会给社会带来正面影响。

据美国物理学家组织网和美国有线新闻网综合报道,美国麻省理工学院的研究人员开发出了一种名为“海洋蜂群”的吸油装置,它由一组小型机器人组成,这些机器人可以评估海洋浮油的状况,并立刻展开清理工作,比起石油回收船等设备,其成本更低,效率更高。 “海洋蜂群”机器人装置由麻省理工学院的“感官城市”实验室研发而成。这些机器人每个长16英尺,宽7英尺,造价两万美元,靠太阳能电池供电,运行时只需100瓦,相当于点亮一个灯泡的能耗,而且,这些机器人可以在海面夜以继日地工作几个月。 机器人之间用纳米线传送带连接在一起。这种纳米线也由麻省理工学院研制而成,被称为“吸收泄漏原油的纸毛巾”,其不吸水,但能吸收相当于自身重量20倍的原油。 该项目负责人、感官城市实验室副主任阿萨斯・拜德曼解释道,机器人可以选择两种方式处理从海面上吸收的原油,一种是使用自身带有的加热器将原油就地燃烧掉;另一种是将原油打包留在海面上,随后再去提取,提取的原油可以再利用。 拜德曼表示,这些机器人还可以利用全球定位系统提供的数据相互协调,策划出最有效的清理方案,因此,在同一漏油事件中可以一次性部署上千台机器人,组成海上浮油清理的“飞虎队”。 拜德曼称,传统的原油回收船必须依附大型船只,且必须人工操作,这就增加了成本,也易受恶劣天气的影响;但对“海洋蜂群”机器人来说,由于其传送带紧贴水面,机器人不可能“翻船”,因此遇到极端恶劣天气也不怕,因此,“海洋蜂群”机器人在清理泄漏的原油时会更便宜、更快速且更有效。 据估计,今年4月发生的墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台漏油灾难中,大约有500万桶原油泄漏到海洋中,约有800艘回收船被派去执行清理漏油的任务。而如果选择这种“海洋蜂群”机器人,只需5000个到10000个就足以在两个月内清理完浮油,成本可能不到两亿美元。 拜德曼强调说,他们研发的吸油机器人在石油大范围铺散的情况下(正如此次的墨西哥湾漏油事件)最有效,未来一年,他们还将继续完善“海洋蜂群”机器人。 也有其他漏油清理技术组织正在研发漏油清理技术。比如,美国凯斯西储大学研发出了另外一种纳米“海绵”材料,可以用来解决此类灾难。而一家名为“极端泄漏技术”的公司也在其网站上宣称,它已研发出一种使用小船的回收技术,与以往的回收船相比,其回收速度更快,而且能在更恶劣的水域工作。

据悉,这种太阳能纳米材料机器人长16英尺,宽7英尺,重35磅。在机器人的头部装置有两个正方形的太阳能板,它们可以利用太阳能转化的动力来驱使机器人在水面自由滑行。当机器人在水面四处巡逻时,机器人身上的纳米漩涡机就会发挥吸收漏油的作用漩涡机中的一条超薄柔韧的传送带会有选择的进行吸附漏油工作。

目前在全球普遍使用的撇油器不仅设计款式老旧,而且每个月都还要被托到岸上维修数次。相比这种老式的撇油器,太阳能纳米材料机器人将会使未来的吸油工作更快,更安全,更高效,科学家经过试验发现,每台机器人只需要100瓦特就可以持续工作数周,如果将5000到10000台这个数量范围内的机器人放在水面不停的工作,不到一个月的时间就会移除掉墨西哥湾那么大面积的漏油,每台机器人每小时可以移走数加仑的漏油。所以纳米机器人有望在未来的吸油工作领域被普及。这种太阳能纳米材料机器人目前的平均价格为一万美元到两万美元之间。

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