Các phương tiện và công trình được thiết kế để sử dụng trong những môi trường khắc nghiệt như tàu vũ trụ, tàu ngầm hay các hầm kín, phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống kiểm soát khí CO₂ để duy trì không khí có thể hít thở trong thời gian dài. Tuy nhiên, phần lớn công nghệ thu và giải phóng CO₂ hiện nay tiêu tốn nhiều năng lượng vì cần nhiệt độ cao để giải phóng khí sau khi hấp phụ. Điều này thúc đẩy các kỹ sư tìm kiếm giải pháp hiệu quả hơn về năng lượng cho các không gian kín.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Quảng Tây, Trung Quốc đã phát triển được robot vi mô/ nano có thể tái cấu hình để thu và giải phóng CO₂ ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với các hệ thống cũ. Công trình nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nano-Micro Letters, cho thấy loại robot này giúp kéo dài đáng kể thời gian sống sót của chuột trong môi trường kín.

Robot vi mô tái cấu hình về cơ bản là những cấu trúc siêu nhỏ được thiết kế đặc biệt, có khả năng thay đổi hình dạng và sắp xếp phân tử để thích ứng với nhiệt. Cấu trúc này được chế tạo từ nhiều vật liệu và tích hợp khả năng tìm kiếm các phân tử chuyên biệt liên kết hóa học với CO2 để tạo thành carbamic acid và ammonium bicarbonate, với dung lượng hấp phụ đạt 6.19 mmol/g.

Robot cũng được tích hợp một công tắc phân tử nhạy nhiệt dựa trên polymer Pluronic F127. Khi được làm nóng, polymer cuộn tròn lại, cho phép robot giải phóng CO2 đã thu được vào không khí xung quanh thông qua quá trình tái cấu hình nano.

Khả năng tái cấu hình của robot còn làm thay đổi môi trường điện tích và mức năng lượng phân tử của các nhóm amino, giúp giảm các phản ứng phụ tạo cấu trúc ure khó phân hủy. Nhờ vậy, robot đạt được nhiệt độ tái tạo thấp nhất cho đến nay, chỉ ở mức 55°C. Bộ phận động cơ điều khiển từ tính cho phép robot chuyển động và tái cấu hình mà không cần tiếp xúc trực tiếp, đồng thời hỗ trợ quá trình tái tạo quang nhiệt hiệu quả nhưng không gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ.

Trong thí nghiệm, các robot được cho kiểm soát nồng độ CO₂ trong một hộp kín có chuột. Kết quả cho thấy robot kéo dài thời gian sống sót của chuột lên tới 54,61%, chứng minh khả năng khắc phục tình trạng ngạt CO₂ trong môi trường thiếu khí. Nghiên cứu mở ra triển vọng nâng cấp hệ thống hỗ trợ sự sống cho hoạt động thám hiểm vũ trụ sâu, tàu ngầm hoặc các môi trường cực đoan trên Trái đất.

Trong tương lai, robot vi mô/nano này có thể tiếp tục được cải tiến và thử nghiệm trong các hệ thống mô phỏng thực tế hơn như đánh giá khả năng kéo dài thời gian hít thở không khí bên trong tàu vũ trụ hoặc tàu ngầm.