Как датчик отслеживает уровень мышьяка в деревьях

датчик мышьяк
Первый в своем роде наносенсор на растительной основе может контролировать концентрацию мышьяка в почве.

Как и многие тяжелые металлы, мышьяк может загрязнять почву и грунтовые воды в качестве побочного продукта горных работ, что создает всевозможные угрозы для здоровья человека и окружающей среды. Новый тип биосенсора может помочь свести на нет риски, связанные с этим высокотоксичным химическим элементом, работая с растениями, чтобы контролировать его уровень в подземной среде в режиме реального времени.

датчик мышьяк
Первый в своем роде наносенсор на растительной основе может контролировать концентрацию мышьяка в почве.

В 2018 году ученые рассмотрели интересный исследовательский проект, посвященный тому, как водный мох можно использовать для очистки загрязненных водных путей от мышьяка. Эта новая технология, разработанная группой ученых из Сингапура.

MIT Alliance for Research and Technology также стремится использовать естественную способность некоторых видов растений поглощать мышьяк, но сочетает их с наноразмерными оптическими датчиками, чтобы предлагать в реальном времени показания концентрации элемента под поверхностью.

Работа сосредоточена на изменениях внутренней динамики ткани растения, поскольку мышьяк поглощается из почвы, что позволяет растению извлекать аналиты и переносить их через свои корневые системы.

Встроенные в эту растительную ткань оптические наносенсоры показывают изменения интенсивности своей флуоресценции в зависимости от поглощения мышьяка растением.
В сочетании с портативной электроникой, такой как платформа и камера Raspberry Pi, система может в режиме реального времени отслеживать концентрацию тяжелого металла в почве.

«Наш наносенсор на растительной основе отличается не только тем, что является первым в своем роде, но также из-за значительных преимуществ, которые он дает по сравнению с традиционными методами измерения уровней мышьяка в подземной среде, требуя меньше времени, оборудования и рабочей силы », — говорит автор исследования Салим Лью. « Мы предполагаем, что это нововведение в конечном итоге найдет широкое применение в сельское хозяйство и не только».

Чтобы продемонстрировать, как эту технологию можно использовать для предотвращения заражения съедобных культур, команда смогла использовать этот метод для обнаружения мышьяка в рисе и шпинате. Затем они обратили свое внимание на вид папоротников Pteris cretica, который обладает способностью поглощать и переносить большие количества мышьяка.

Это дало команде платформу для разработки сверхчувствительного детектора мышьяка, способного улавливать очень низкие концентрации металла, всего 0,2 части на миллиард. Это намного ниже максимального уровня загрязнения в 10 частей на миллиард для муниципального водоснабжения, установленного FDA США.

«Это очень интересное событие, так как, — впервые мы разработали нанобионный датчик, который может обнаруживать мышьяк — серьезное загрязнение окружающей среды и потенциальную угрозу здоровью населения », — говорит один из ведущих исследователей, профессор Массачусетского технологического института Майкл Страно. «Обладая бесчисленными преимуществами по сравнению со старыми методами обнаружения мышьяка, этот новый датчик может изменить правила игры, поскольку он не только более эффективен по времени, но и более точен и проще в применении, чем старые методы».

Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.

Источник: MIT

(Visited 1 times, 1 visits today)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *