近日，康奈爾大學一研究團隊以夏威夷蘋果蝸牛（Pomacea canaliculate）為靈感研發(fā)出一種可以收集海洋微塑料的仿生機器人，并于11月25日將其研究成果發(fā)布于期刊《自然通訊》上。該研究團隊主要由機械工程、生態(tài)與環(huán)境工程以及數(shù)學系的研究人員組成。

微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒，目前在海洋、淡水、土壤、大氣環(huán)境，甚至飲用水、食品中均發(fā)現(xiàn)有微塑料存在。微塑料無處不在，但目前還沒有廣泛應用的微塑料降解方法和治理體系。2004年，英國普利茅斯大學研究人員在期刊《Science》上發(fā)表了一篇關于海洋沉積物中塑料碎片的論文，首次提出“微塑料”的概念。2015年，聯(lián)合國將微型塑料污染列為新型環(huán)境污染的一大類型，呼吁各國對此加強研究。

人類主要通過飲食和吸入兩種途徑接觸微塑料。近年來，多個研究發(fā)現(xiàn)微塑料在人體器官中存在。2020年發(fā)表在期刊《國際環(huán)境》上的一項研究顯示，在健康孕婦的胎盤中檢測出了5至10微米大小的“微塑料顆?！?； 2022年同樣在該期刊上，另一項研究在實驗者血液中發(fā)現(xiàn)了微塑料。今年，國際科學團隊在《納米材料》發(fā)表的研究顯示，通過對小鼠的實驗，微塑料顆粒在被攝入體內后，僅2小時即可穿過血腦屏障進入大腦。但是微塑料對人體造成何種危害，目前仍存在認知空缺。

根據(jù)聯(lián)合國經濟及社會理事會（United Nations Economic and Social Council）的數(shù)據(jù)，塑料垃圾占所有海洋污染的80%，每年有800萬至1000萬噸塑料最終進入海洋。

中國環(huán)境科學研究院研究員雷坤在接受北京科技報采訪時表示，塑料垃圾經過物理破碎后形成微塑料，還有一部分微塑料來源于人們的日常生活，例如汽車輪胎與路面摩擦產生的塑料顆粒，化妝品成分表中的微珠是微塑料，洗衣廢水中也含有大量微塑料纖維。

該研發(fā)成果的靈感來源于夏威夷蘋果蝸牛，通過腳的波動驅動水面流動，吸入漂浮的食物顆粒。康奈爾大學研究團隊采用了3D打印技術制造類似于蝸牛腳部結構的柔軟薄片材料，可以像蝸牛一樣起伏從而在水中運動。

分析流體的運動是這項研究的關鍵?！盎谖伵＜夹g的流體泵送系統(tǒng)是向空氣開放的，效率比封閉系統(tǒng)中的泵高很多。由于類似封閉系統(tǒng)中的泵利用管子吸入水和顆粒，所以需要輸入高能量才能運行。原型模型只需要5伏特的電力就可運行?！毖芯繄F隊表示?！安贿^，考慮到電池和發(fā)動機的重量，可能需要安裝一個浮力裝置，以防它沉下去。”

海洋微塑料清潔機器人仍處于研究團隊實驗室測試的階段，尚未廣泛商業(yè)化投入實際應用。目前，國內外團隊治理微塑料的研究成果主要有兩種類型，一種是能夠降解微塑料的化學物質，另一種是用于收集微塑料的仿生機器。

此前，2022年，四川大學一研究團隊開發(fā)了一種機器魚，以珍珠母貝這種貝殼為設計靈感，它可以擺動身體，尾部快速開關近紅外激光推動它吸食水中的微塑料；暨南大學研究團隊與香港大學研究團隊合作設計出一種基于離子交換獲得自驅動力的微機器人（SMR），用于吸附水體中的微納米大小的塑料顆粒。

為適應不同的海洋環(huán)境，微型機器成為了海洋清潔機器人主要的研究方向。同時，為了機器能更長久地在海里工作，利用可再生能源技術獲得自驅動力，減少對外部供電的依賴，也是海洋清潔機器人的一大突破。

此外，國內外的科研團隊也發(fā)布了一些針對降解微塑料的研究成果。2022年，中國科學院海洋研究所一科研團隊發(fā)現(xiàn)了一種可有效降解聚乙烯塑料的海洋真菌。該真菌不僅能有效降解聚乙烯，還對聚丙烯等塑料化學物質和生物可降解塑料有明顯的降解效果，為降解混合塑料制品這一難題提供了希望；西班牙多個研究團隊聯(lián)合開發(fā)了一種能降解聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）微塑料和納米塑料的人造蛋白質。

2022年，世界衛(wèi)生組織（WHO）發(fā)布了一份關于納米塑料和微塑料顆粒 （NMP）對人類健康的潛在影響的報告，表示盡管目前沒有令人信服的證據(jù)證明微塑料是不利于人體健康的，但公眾意識不斷提高，所有利益相關方都認為塑料不屬于環(huán)境，應采取措施減少接觸。

治理微塑料需要關注的不僅是末端處理問題，而是塑料的全生命周期管理。2021年，國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部制定了《“十四五”塑料污染治理行動方案》，方案指出要積極推動塑料生產和使用源頭減量，加快推進塑料廢棄物規(guī)范回收利用和處置，大力開展重點區(qū)域塑料垃圾清理整治。

塑料污染亟需解決方案和相關政策的出臺。2022年，聯(lián)合國環(huán)境大會續(xù)會通過了《終止塑料污染決議（草案）》，指出到2024年達成一項具有國際法律約束力的協(xié)議，涉及塑料制品生產、設計、回收和處理等整個生命周期，旨在推動全球治理塑料污染。