Разработан метод обнаружения микропластика с помощью света

Исследовательская группа разработала первую в мире технологию быстрого и высокочувствительного обнаружения микропластика в полевых условиях, который, как известно, является причиной токсичности для человека и генетики в результате загрязнения окружающей среды и пищевой цепи.

Новая технология обнаружения микропластика на месте представляет собой набор. При фильтровании через шприцевой фильтр тип, количество и распределение микропластика можно определить в течение 20 минут без предварительной обработки. Исследовательская группа сосредоточилась на том, что микропластик можно отфильтровать. Группа синтезировала плазмонный материал в виде нанокармана, который может захватывать микропластик на поверхности бумажного фильтра с микроразмерными порами и усиливать оптический сигнал захваченных микропластиков. При введении через шприц раствора пробы, содержащей микропластик, рамановский спектральный сигнал микропластика усиливается на плазмонном материале в виде нанокармана, что обеспечивает высокочувствительное обнаружение. Технология также может быть использована для обнаружения микропластика в нанометровом масштабе.

Кроме того, исследовательская группа предварительно обучила систему искусственного интеллекта (ИИ) уникальным сигналам рамановской спектроскопии МП, благодаря чему искусственный интеллект может определить, соответствует ли обнаруженный сигнал микропластика, даже если в образце присутствуют мешающие элементы. Данная технология позволяет точно выявлять микропластик даже в сложных средах или образцах человека, а также их концентрацию, распределение и тип.

Существующие технологии обнаружения микропластика были сложны для использования в полевых условиях. Это связано с тем, что они требуют сложной предварительной обработки, высокопроизводительного оборудования и проведения анализа квалифицированными исследователями. Данная технология заменяет процесс предварительной обработки в виде фильтра и повышает чувствительность материала, а не увеличивает производительность оборудования. Кроме того, главным отличием является то, что аналитические навыки квалифицированных исследователей заменены машинным обучением. Также преимуществом устройства обнаружения является использование портативного рамановского спектрометра, что увеличивает возможность обнаружения на месте.

В настоящее время в стране и за рубежом продолжают возникать вопросы о загрязнении окружающей среды и риске для человека, связанном с микропластиком. Сообщается, что микропластики легко выделяются из продуктов повседневного спроса, таких как контейнеры для напитков и пакеты для закусок. Однако на сегодняшний день не существует метода обнаружения микро- или наноразмеров, поэтому необходимо разработать технологию для создания международного стандартного метода обнаружения. Поскольку это может привести к будущим нормам регулирования пластиковых изделий и контейнеров для пищевых продуктов и напитков, имеет смысл разработать технологию упреждающего преодоления ограничений на импорт и экспорт, связанных с будущими экологическими проблемами, путем разработки исходной технологии. Еще одним преимуществом данной технологии является то, что широкие слои населения могут легко использовать ее в случае необходимости, поскольку датчик выполнен в виде набора.

Доктор Хо Санг Джунг, старший научный сотрудник KIMS, разработавший эту технологию, сказал:

Если эта технология будет коммерциализирована, то технология обнаружения микропластика будет более легко и быстро распространяться повсеместно. Исходя из этого, институт будет продолжать прилагать все усилия для разработки материальных технологий для безопасности людей и будущих поколений».

KIMS — некоммерческий исследовательский институт, финансируемый правительством и находящийся в ведении Министерства науки и ИКТ Республики Корея. Являясь единственным в Корее институтом, специализирующимся на комплексных технологиях материалов, KIMS вносит свой вклад в развитие корейской промышленности, выполняя широкий спектр работ в области материаловедения, включая НИОКР, инспекции, испытания и оценку, а также технологическую поддержку.

05.10.2023