23. tammikuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Raskasmetalleja, kuten lyijyä ja kadmiumia, on akuissa, kosmetiikassa, ruoassa ja muissa jokapäiväiseen elämään kuuluvissa asioissa. Ne ovat myrkyllisiä, kun ne kerääntyvät ihmisen elimistöön ja voivat aiheuttaa useita terveysongelmia, mutta niiden havaitseminen kehon nesteistä vaatii kalliita laitteita ja valvottua laboratorioympäristöä. Brasilian São Paulon yliopiston (USP) tutkijat ovat nyt kehittäneet yksinkertaisista materiaaleista valmistetun kannettavan anturin, joka havaitsee raskasmetallit hiessä, josta on helppo ottaa näytteitä. Tutkimusta tuki FAPESP (projektit 16/01919-6 ja 16/06612-6), ja siihen osallistui ryhmiä São Carlosin fysiikan (IFSC) ja kemian instituuteista (IQSC) sekä yhteistyökumppaneita Münchenin yliopistosta Saksassa. ja Chalmersin teknillinen yliopisto Ruotsissa. Tulokset julkaistaan lehdessä julkaistussa artikkelissa Kemosensorit ("Joustavan kuparisensorin suunnittelu ja valmistus, joka on koristeltu vismuttimikro-/nanodentriiteillä lyijyn ja kadmiumin havaitsemiseksi ei-invasiivisista hikinäytteistä"). Joustava kuparitunnistin, joka on valmistettu halvalla tavallisista materiaaleista: johtava kuparinen teippi, kalvokalvo, paperietiketti, kynsilakka, piirinvalmistusliuos ja asetoni. (Kuva: Anderson M. de Campos) ”Saamme tärkeää tietoa ihmisen terveydestä mittaamalla hänen altistumistaan raskasmetalleille. Korkeat kadmiumpitoisuudet voivat johtaa hengenvaarallisiin ongelmiin hengitysteissä, maksassa ja munuaisissa. Lyijymyrkytys vahingoittaa keskushermostoa ja aiheuttaa ärtyneisyyttä, kognitiivisia häiriöitä, väsymystä, hedelmättömyyttä, korkeaa verenpainetta aikuisilla ja viivästynyttä kasvua ja kehitystä lapsilla", sanoi Paulo Augusto Raymundo Pereira, artikkelin viimeisin kirjoittaja ja IFSC-USP:n tutkija. . Ihminen eliminoi raskasmetalleja pääasiassa hiestä ja virtsasta, ja näiden bionesteiden analysointi on keskeinen osa toksikologisia testejä ja hoitoa. "Maailma tarvitsee joustavia antureita, jotka valmistetaan helposti, edullisesti ja nopeasti massatuotantona, kuten laitteemme on, vaarallisten yhdisteiden havaitsemiseen, jatkuvaan seurantaan ja hajautettuun analysointiin", hän sanoi. Toisin kuin muut kultastandardin mukaiset testit raskasmetallien havaitsemiseksi bionesteistä, anturi on yksinkertainen valmistusmateriaalien ja valmistusvaiheiden suhteen. ”Laitteen pohja on polyeteenitereftalaattia [PET], jonka päällä on sähköä johtavaa taipuisaa kuparista teippiä, paperikaupasta ostettavissa oleva etiketti, johon on painettu anturi, sekä suojaava kerros naulaa. lakka tai spray. Paljas kupari poistetaan upottamalla ferrikloridiliuokseen 20 minuutiksi, minkä jälkeen pestään tislatussa vedessä tarvittavan korroosion edistämiseksi. Kaikki tämä takaa nopeuden, skaalautuvuuden, alhaisen tehon ja alhaiset kustannukset", sanoi Robson R. da Silva, tutkija Chalmersin teknillisestä yliopistosta Ruotsista ja artikkelin toinen kirjoittaja. Laite on kytketty potentiostaattiin, kannettavaan instrumenttiin, joka määrittää kunkin metallin pitoisuuden mittaamalla elektrodien välisiä potentiaali- ja virtaeroja. Tulos näytetään tietokoneella tai älypuhelimella käyttämällä asianmukaista sovellusohjelmistoa. Järjestelmä on riittävän yksinkertainen, jotta sitä voivat käyttää ei-asiantuntijat ilman koulutusta sekä teknikot esimerkiksi sairaaloissa, klinikoilla ja lääkärin vastaanotoilla. Laitetta voidaan käyttää myös useissa ympäristönhallintatilanteissa. ”Esimerkiksi arteesiset kaivot ovat säänneltyjä ja vaativat jatkuvaa seurantaa veden laadun analysoimiseksi. Anturimme voi olla erittäin hyödyllinen tällaisissa tapauksissa", sanoi Anderson M. de Campos, artikkelin ensimmäinen kirjoittaja ja tutkija Münchenin yliopistosta Saksasta.
Tarkennuksia ja mahdollinen patentti
Anturin suorituskykyä lyijyn ja kadmiumin havaitsemisessa arvioitiin kokeissa, joissa käytettiin ihanteellisissa koeolosuhteissa rikastettua keinohikeä. Mukautuksia tarvitaan ennen kuin laite voidaan patentoida. "Ennen kuin keksintö saatiin päätökseen, emme löytäneet raportteja taipuisista kupariantureista, jotka olisivat käyttäneet myrkyllisten metallien havaitsemiseen hiessä, mutta anterioriteetin etsintä voisi todennäköisesti löytää jotain vastaavaa, mikä saattaa estää patenttihakemuksen", sanoi Marcelo L. Calegaro, toinen. artikkelin toinen kirjoittaja ja tutkija IQSC-USP:ssä. Tämän ongelman välttämiseksi hän työskentelee parannuksien ja lisäsovellusten parissa. Yhtenä ideana olisi jätettä tuottavan korroosiovaiheen korvaaminen leikkaamalla paperikoneessa. Toinen vaihtoehto olisi käyttää samantyyppistä laitetta torjunta-aineiden havaitsemiseen vedestä ja ruoasta.
SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.