Thiết bị siêu nhạy, rẻ tiền phát hiện ngay cả mức độ thấp của kim loại độc hại trong nước và cá.
Hệ thống mới này bao gồm một dải thủy tinh thương mại được phủ một lớp màng nano hạt lông. Một loại nano nano velcro, có thể nhúng nó vào nước để bẫy chất ô nhiễm và làm cho màng dẫn điện. Tín dụng hình ảnh: Đại học Tây Bắc.
Khi thủy ngân được đổ xuống sông hồ, kim loại nặng độc hại có thể kết thúc trong cá chúng ta ăn và nước chúng ta uống. Để giúp bảo vệ người tiêu dùng khỏi các bệnh và tình trạng liên quan đến thủy ngân, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tây Bắc phối hợp với các đồng nghiệp tại Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ở Thụy Sĩ, đã phát triển một hệ thống hạt nano đủ nhạy để phát hiện ngay cả những mức độ nặng nhất. kim loại trong nước và cá của chúng ta.
Nghiên cứu được công bố ngày 9 tháng 9 trên tạp chí Nature Vật liệu.
Bartosz Grzybowski, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, hệ thống này hiện đang được sử dụng để kiểm tra thủy ngân và dẫn xuất rất độc hại của nó, methyl thủy ngân, là một quá trình tốn nhiều thời gian và chỉ có thể phát hiện số lượng ở mức độ độc hại. . Các nhà khoa học của chúng ta có thể phát hiện số lượng rất nhỏ, nhỏ hơn hàng triệu lần so với các phương pháp hiện đại. Điều này rất quan trọng vì nếu bạn uống nước ô nhiễm với hàm lượng thủy ngân thấp mỗi ngày, nó có thể gây ra và có thể dẫn đến các bệnh về sau. Với hệ thống này, một ngày nào đó người tiêu dùng sẽ có khả năng kiểm tra nước máy tại nhà của họ để tìm kim loại độc hại.
Grzybowski là Giáo sư Kỹ thuật Hóa học và Hệ thống Hóa học của Kenneth Burgess tại Đại học Nghệ thuật và Khoa học Weinberg và Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng McCormick.
Hệ thống mới này bao gồm một dải thủy tinh thương mại được phủ một lớp màng nano hạt lông, một loại nano-velcro, có thể nhúng vào nước. Khi một cation kim loại, một thực thể tích điện dương, chẳng hạn như thủy ngân metyl methyl ở giữa hai sợi tóc, các sợi lông sẽ đóng lại, giữ lại chất gây ô nhiễm và làm cho màng dẫn điện.
Một thiết bị đo điện áp cho thấy kết quả; Càng nhiều ion bị giữ lại trong nano-velcro, càng nhiều điện sẽ dẫn điện. Để tính toán số lượng hạt bị mắc kẹt, tất cả những gì cần làm là đo điện áp trên màng cấu trúc nanô. Bằng cách thay đổi độ dài của sợi tóc nano bao phủ các hạt riêng lẻ trong phim, các nhà khoa học có thể nhắm mục tiêu một loại chất ô nhiễm cụ thể được thu giữ có chọn lọc. Với những sợi lông dài hơn, các bộ phim bẫy bẫy thủy ngân methyl, những bộ phim ngắn hơn được chọn lọc để cadmium. Các kim loại khác cũng có thể được lựa chọn với các sửa đổi phân tử thích hợp.
Các bộ phim hạt nano có giá khoảng từ 1 đến 10 đô la để thực hiện và thiết bị để đo dòng điện có giá vài trăm đô la, Grzybowski nói. Việc phân tích có thể được thực hiện trong lĩnh vực này để có kết quả ngay lập tức.
Các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến việc phát hiện thủy ngân vì dạng phổ biến nhất của nó, methyl thủy ngân, tích tụ khi chúng đi lên chuỗi thức ăn, đạt mức cao nhất trong các loài cá săn mồi lớn như cá ngừ và cá kiếm. Tại Hoa Kỳ, Pháp và Canada, các cơ quan y tế công cộng khuyên phụ nữ mang thai nên hạn chế tiêu thụ cá vì thủy ngân có thể làm tổn hại sự phát triển hệ thần kinh ở thai nhi.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng hệ thống này để phát hiện mức thủy ngân trong nước từ hồ Michigan, gần Chicago, trong số các mẫu khác. Mặc dù trình độ công nghiệp cao trong khu vực, mức thủy ngân cực kỳ thấp.
Mục tiêu là so sánh các phép đo của chúng tôi với các phép đo của FDA được thực hiện bằng các phương pháp thông thường, theo ông Francesco Stellacci của EPFL, đồng tác giả của nghiên cứu. Kết quả của chúng tôi nằm trong một phạm vi chấp nhận được.
Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm một loài cá muỗi từ Florida Everglades, không cao trong chuỗi thức ăn và do đó không tích lũy được lượng thủy ngân cao trong các mô của nó. Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ đã báo cáo kết quả gần giống nhau sau khi phân tích cùng một mẫu.
Qua đại học Tây Bắc