Микродвигатели новое направление создания технологий очистки воды и сточных вод (обзор)

Микродвигатели представляют собой автономные, выполняющие определенные функции самодвижущиеся микроустройства на основе неорганических, органических или биологических материалов. В конструкции микродвигателя реализованы две функции: автономное движение и эффективный захват и/или деструкция различных химических веществ, в том числе загрязняющих. Для обеспечения автономного движения устройство микродвигателей предусматривает создание локальных термических, акустических, химических градиентов, проистекающих из ассиметричной морфологии или поверхностной структуры. Движение обеспечивается за счет использования различных источников энергии, включая свет, электрические и магнитные поля, ультразвуковые волны или химическое топливо . Хаотичная траектория движения микродвигателей в объеме раствора обеспечивает высокоэффективное взаимодействие иммобилизованных на их поверхности реагентов с целевыми загрязняющими или детектируемыми веществами. Наиболее проработанный принцип создания автономного движения заключается в возникновении импульса отдачи при ассиметричном образовании в результате химической реакции газовых микропузырей. В настоящее время основные исследования применения микродвигателей в процессах водоочистки проводятся по направлениям анализа водных сред, удаления тяжелых металлов, органических загрязняющих веществ, красителей и нефтепродуктов, а также обеззараживания воды. По оценкам, микродвигателям присущи уникальные возможности в области детектирования и удаления загрязняющих веществ в водной среде вследствие сочетания адсорбционных и каталитических свойств с автономным перемещением.Micromotors are autonomous, performing certain functions, selfpropelled microdevices based on inorganic, organic or biological materials. Implemented in a micromotor design are two functions: autonomous movement and effective capture and/or destruction of various chemicals, including pollutants. To ensure autonomous movement the micromotor device provides for the creation of local thermal, acoustic, chemical gradients arising from asymmetric morphology or surface structure. The movement is provided through the use of various energy sources including light, electric and magnetic fields, ultrasonic waves or chemical fuel. The chaotic trajectory of micromotors throughout the solution provides for the highly efficient interaction of the chemicals immobilized on their surface with the targeted pollutants or detectable substances. The most elaborated principle of creating autonomous movement is the generation of a recoil impulse at asymmetric formation of gas microbubbles as a result of a chemical reaction. Currently, the main studies on the use of micromotors in water purification processes are carried out in the areas of analysis of aqueous media, removal of heavy metals, organic pollutants, dyes and oil products, as well as water disinfection. It is estimated that micromotors possess unique capabilities in the field of detection and removal of pollutants in aqueous media due to a combination of adsorption and catalytic properties with autonomous movement.