شناسایی خطرناک ترین مواد شیمیایی در آب آشامیدنی با یک گجت موبایل بسیار کوچک

اگر بررسی آب آشامیدنی خود برای اطمینان از عاری بودن از مواد شیمیایی خطرناک به سادگی وصل کردن یک ابزار کوچک به گوشی هوشمندتان باشد، چه؟ محققان ژاپنی یک حسگر فشرده ساخته‌اند که می‌تواند این امکان را فراهم کند و آزمایش‌های پیچیده آلودگی آب را از آزمایشگاه‌های گران‌قیمت و در اختیار عموم مردم قرار دهد.

به گزارش بخش اخبار علمی خبرجو به نقل از Digital Trends، دانشمندان مؤسسه علم و فناوری اوکیناوا (OIST) دستگاه قابل حملی ساخته اند که قادر است تشخیص غلظت های بسیار پایین PFAS به طور کلی به عنوان “مواد شیمیایی ابدی” شناخته می شوند. این یافته ها که در مجله Biosensors and Bioelectronics منتشر شده است، نشان می دهد که چگونه یک حسگر ارزان قیمت و یک گوشی هوشمند می تواند تشخیص مواد شیمیایی خطرناک در آب را بسیار آسان تر کند.

یک سنسور بسیار کوچک با قدرت تشخیص بسیار بالا

این فناوری حول مواد طراحی شده خاص به نام پلیمرهای قالب مولکولی (MIP) می چرخد ​​که اساساً مانند آنتی بادی های مصنوعی عمل می کنند. این مواد برای شناسایی مولکول های شیمیایی خاص طراحی شده اند. زمانی که ذرات PFAS آنها به سطح سنسور متصل می شوند، جریان الکتریکی عبوری از آن را تغییر می دهند. با اندازه گیری این تغییرات، محققان می توانند غلظت آلاینده ها را در نمونه آب تعیین کنند.

اما بخش جالب ماجرا دسترسی به این ابزار است. محققان 100 الکترود یکبار مصرف را روی پارچه های بازیافتی تنها در چند ساعت چاپ کردند. هر الکترود به یک دستگاه اندازه گیری الکترونیکی کوچک به نام پتانسیواستات متصل است که مستقیماً به گوشی هوشمند یا لپ تاپ متصل است.

بر اساس این مقاله تحقیقاتی دستگاه مذکور می تواند PFOA و PFOS (دو ماده شیمیایی بسیار نگران کننده از خانواده PFAS) در غلظت های بسیار پایین به ترتیب 111/1 و 63/1 قسمت در تریلیون. در آزمایش‌های انجام‌شده بر روی نمونه‌های آب آشامیدنی و آب شیرین که عمداً به این مواد آلوده شده‌اند، این حسگرها به نرخ بازیابی بین ۸۸ تا ۹۶ درصد دست یافتند.

چرا شناسایی مواد شیمیایی پایدار (PFAS) بسیار مهم است؟

نابود کردن مواد شیمیایی PFAS بسیار دشوار است زیرا آنها در برابر تجزیه طبیعی مقاومت می کنند. آنها در همه چیز از ظروف نچسب (تفلون) و بسته بندی مواد غذایی گرفته تا فوم های آتش نشانی یافت می شوند و ماندگاری آنها به آنها اجازه می دهد در محیط انباشته شوند.

مواجه با برخی از انواع مواد شیمیایی ابدی این بیماری با مشکلات جدی سلامتی، از جمله افزایش خطر ابتلا به برخی سرطان‌ها، اختلالات سیستم ایمنی، و عوارض رشد مرتبط است. آزمایش های سنتی نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی تخصصی دارند که نظارت مستمر را گران و دشوار می کند. رویکرد OIST در نهایت می تواند به آژانس های محیط زیست و حتی خانوارها اجازه دهد تا آلودگی آب را بدون ارسال نمونه به آزمایشگاه تشخیص دهند.

این باعث می شود تست های میدانی و خانگی فوری و سریع انجام شود. موضوع به اینجا ختم نمی شود. سنسورها را می توان برای تشخیص ترکیبات مختلف PFAS تغییر داد و کاربرد آنها را فراتر از دو ماده فعلی گسترش داد. در حال حاضر این دستگاه نمونه اولیه آزمایشگاهی است. محققان اذعان می‌کنند که توسعه بیشتر و ارزیابی‌های واقعی در محیط‌های میدانی قبل از اینکه فناوری به طور گسترده در دسترس باشد، مورد نیاز است.