Hạt nano cảm biến phát hiện thủy ngân ở hàm lượng thấp hơn một triệu lần kỹ thuật phân tích hiện nay

Một nhóm các nhà nghiên cứu đã phát triển một hạt nano cảm biến nhạy cảm nhất để phát hiện độc tố thủy ngân trong nước

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern phối hợp với các đồng nghiệp tại Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) tại Thụy Sĩ đã phát triển một hệ thống cảm biến dựa trên các hạt nano có thể phát hiện nồng độ thấp của thủy ngân và các kim loại nặng khác trong nước và trong thủy sản.

Các nghiên cứu ("phát hiện cation độc hại thông qua các thay đổi trong các đường hầm siêu nhạy hiện trên phim các hạt nano sọc "), đã được xuất bản trong các tạp chí về Vật liệu Tự nhiên,  sản xuất một bộ cảm biến có khả năng phát hiện kim loại nặng ở nồng độ nhỏ hơn nhiều so với các kỹ thuật phân tích hiện nay

Bartosz Grzybowski, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Hệ thống hiện đang được sử dụng để kiểm tra thủy ngân và các dẫn xuất độc hại của nó - methyl thủy ngân, là một quá trình cần nhiều thời gian với chi phí lên đến hàng triệu USD và chỉ có thể phát hiện khi hàm lượng ở mức đã độc hại, phát hành báo chí trường đại học bao gồm các nghiên cứu. "Chúng ta có thể phát hiện một lượng rất nhỏ, hơn một triệu lần nhỏ hơn so với phương pháp hiện nay. Điều này quan trọng bởi vì nếu bạn uống nước bị ô nhiễm với mức độ thủy ngân thấp mỗi ngày, nó có thể tích lũy và dẫn đến các bệnh về sau. Với người tiêu dùng, hệ thống một ngày nào đó có khả năng kiểm tra vòi nước của họ để phát hiện các kim loại độc hại. "

Các thiết bị mà các nhà nghiên cứu phát triển về cơ bản là một dải chất liệu mỏng bằng thủy tinh, được bao phủ với hạt nano "là một loại nano-velcro" mà sau đó có thể được nhúng vào trong nước cho mục đích thử nghiệm. Nếu một kim loại cation tích điện dương, giống như metyl thủy ngân khi tiếp xúc với những sợi lông, những sợi lông gần xung quanh chất ô nhiễm có vai trò như những chất hấp thụ ion.

Lớp màng phim sau đó trở nên dẫn điện cho thấy sự hiện diện của các cation. Một phép đo lường điện áp dọc theo lớp phim có cấu trúc nano cho thấy mức độ ô nhiễm. Các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy nếu họ rút ngắn chiều dài của các nano-lông thì họ có thể phát hiện cadmium.

Với phương pháp phân tích môi trường này, nanofilm có thể được sản xuất với chi phí từ 1 đến 10 USD, theo Grzybowski.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu trên mặt nước ở hồ Michigan, gần Chicago và một mẫu cá muỗi từ Everglades Florida. Các xét nghiệm nước Hồ Michigan đến trong phạm vi của các phép đo được tìm thấy bởi FDA và thử nghiệm cá gần giống với kết quả khảo sát của cơ quan địa chất Mỹ.