لقد أظهرت الروبوتات الدقيقة والروبوتات النانونية المهجنة بيولوجيًا الناتجة عن دمج المكونات الحيوية مع المواد النانونية الاصطناعية إمكانات كبيرة في مجال التكنولوجيا الحيوية. ومع ذلك، فإن أساليب التهجين الفيزيائي شائعة الاستخدام قد تؤدي إلى انسداد وتلف السطوح البينية الحيوية لهذه الروبوتات؛ مما يعيق الاستغلال الأمثل لقدراتها في الطبيعية.

أثبتت دراسة حديثة صادرة من جامعة الكيمياء والتكنولوجيا (University of Chemistry and Technology ) في براغ، إمكانية إزالة مبيد الكلوربيريفوس الحشري (chlorpyrifos)، وهو أحد غازات الأعصاب الخطرة الذي يسبب تسممًا حادًا وشديدًا، باستخدام الروبوتات المُصنعة من النبات.

ولإنتاج روبوتات حيوية نباتية مغناطيسية، زرع الباحثون الكالس على وسائط للنمو تحتوي على مواد فيرومغناطيسية. وتُمتص هذه المادة (أكسيد الحديد) داخل الخلايا النباتية أثناء نموها. إضافةً إلى ذلك، لم تكن هذه المواد سامة للنبات، وبذلك يوفر له المتانة في التكوين ويحسن نموه.

بلغ معدل نمو الروبوتات المُصنعة من النبات 460% وامتازت بكفاءة عالية في إزالة الكلوربيريفوس بنسبة 80%. وتفيد هذه النتائج بأن الروبوتات الحيوية النباتية المغناطيسية يمكن استخدامها بفاعلية ليس لإزالة المبيدات الحشرية فقط، بل وإزالة المعادن الثقيلة أيضًا. ومن ناحية أخرى، تعد هذه الروبوتات خيارًا ممتازًا لمعالجة المياه الملوثة.

بيّن الباحثون في هذه الدراسة المنشورة مؤخرًا في إن بي جي آسيا ماتيريالز (NPG Asia Materials)، بأن الروبوتات الحيوية النباتية التي يسيرها المغناطيس باستخدام هندسة زراعة الكالس الموجود في الطماطم (جزء من النبات يساعد على التئام الجزء المجروح) مع وجود الجسيمات النانونية لأكسيد الحديد، قادرة على الحركة النشطة والتوجيه تحت مجال مغناطيسي دوار.

نقل الباحثون جسيمات أكسيد الحديد النانونية عبر وسائط نمو الخلايا، ومن ثم تمتصها خلايا الأنسجة النباتية لإكساب  الروبوتات الحيوية النباتية وظائف مغناطيسية. فضلاً عن دعم أيونات الحديد لنمو خلايا الكالس، مما ينتج عنه دمج الجسيمات النانونية بها وإتاحة نمو أسرع وتكوين نسيج مكتمل البنية.

أثبتت الروبوتات الحيوية النباتية المغناطيسية قدرتها على إزالة سريعة وفعالة للكلوربيريفوس ويٌتحكم في هذه الروبوتات باستخدام مجال مغناطيسي خارجي. كما أثبتت هذه الروبوتات الصديقة للبيئة قدراتها عند استخدامها في كل من التطبيقات الطبية الحيوية والبيئية.

ويقول البروفيسور مارتين بوميرا، الحاصل على الدكتوراه: “إن الميزة الكبيرة لهذه الروبوتات بساطة تحضيرها، مما يسمح بتوسيع نطاق استخدامها بسهولة”.

المصدر: https://phys.org

ترجمة: مارية خان

تويتر: @translatethee

مراجعة وتدقيق: أميرة إبراهيم