Tecnologia rivoluzionaria rileva le microplastiche con sensibilità senza precedenti

In un risultato rivoluzionario, un team di ricerca guidato dal Dr. Ho Sang Jung del Dipartimento di Nano-Bio Convergence presso l'Istituto Coreano dei Materiali (KIMS), in collaborazione con l'Istituto di Test e Ricerca KOTITI, ha sviluppato una tecnologia rivoluzionaria capace di rilevare rapidamente e ad alta sensibilità le microplastiche (MP). 

Queste minuscole particelle di plastica rappresentano rischi significativi per la salute umana e l'ambiente a causa della loro ampia presenza nella catena alimentare e nell'ambiente. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati nella prestigiosa rivista Advanced Functional Materials.

La tecnologia basata su kit rivoluziona il rilevamento delle microplastiche

La tecnologia innovativa per il rilevamento delle microplastiche sviluppata dal team di ricerca è sotto forma di un kit, rendendola adatta per applicazioni sul campo. A differenza dei metodi esistenti che richiedono pre-trattamenti complessi e attrezzature ad alte prestazioni, questa tecnologia di tipo kit semplifica il processo. In soli 20 minuti, la tecnologia può identificare il tipo, il numero e la distribuzione delle microplastiche senza alcun pre-trattamento.

La chiave di questo successo risiede in un materiale plasmonico progettato come una tasca nanoparticellare, capace di catturare le microplastiche sulla superficie di un filtro di carta con pori microscopici. Questa tasca nanoparticellare amplifica il segnale ottico delle microplastiche catturate, consentendo un rilevamento altamente sensibile. Quando una soluzione campione contenente microplastiche viene iniettata attraverso una siringa, il segnale spettrale Raman delle microplastiche viene ingrandito sul materiale plasmonico di tipo tasca nanoparticellare, consentendo un rilevamento preciso sia a scala micro che nanometrica.

L'AI migliora l'accuratezza del rilevamento

Per migliorare ulteriormente l'accuratezza del rilevamento dei microplastiche, il team di ricerca ha incorporato l'intelligenza artificiale (AI) nel sistema. Il sistema AI è stato addestrato sui segnali unici della spettroscopia Raman delle microplastiche, consentendogli di distinguere i segnali delle microplastiche dalle interferenze potenziali nel campione. Questo avanzamento consente l'identificazione accurata delle microplastiche in ambienti complessi o campioni umani, inclusa la determinazione della loro concentrazione, distribuzione e tipo.

Una delle caratteristiche distintive di questa tecnologia è l'uso di uno spettrometro Raman portatile per il rilevamento. Questo dispositivo portatile aumenta significativamente la fattibilità del rilevamento sul campo, eliminando la necessità di estese attrezzature di laboratorio e ricercatori altamente qualificati. La combinazione della tecnologia basata su kit e dello spettrometro portatile fornisce una soluzione pratica per l'identificazione delle microplastiche in scenari del mondo reale.

L'inquinamento da microplastiche è diventato una preoccupazione pressante a livello globale, con rapporti di queste minuscole particelle di plastica rilasciate da prodotti quotidiani come contenitori per bevande e sacchetti di snack. Tuttavia, finora, non c'è stato alcun metodo per rilevare le microplastiche a dimensioni micro o nano, sottolineando l'urgente necessità di metodi di rilevamento affidabili.

Lo sviluppo di questa tecnologia all'avanguardia è significativo, poiché non solo affronta le attuali preoccupazioni ambientali e per la salute, ma ha anche il potenziale per aprire la strada a future regolamentazioni sui prodotti in plastica e sui contenitori per alimenti e bevande. Rilevare e quantificare le microplastiche con precisione è un passo cruciale per mitigare i loro effetti nocivi sia sull'ambiente che sulla salute umana.

Implicazioni promettenti per un'adozione più ampia

Il Dr. Ho Sang Jung, ricercatore senior presso KIMS che ha guidato questo sviluppo rivoluzionario, ha espresso ottimismo riguardo al potenziale impatto della tecnologia. Ha dichiarato: “Se questa tecnologia sarà commercializzata, la tecnologia per il rilevamento delle microplastiche sarà più facilmente e rapidamente diffusa universalmente.” Il Dr. Jung ha sottolineato l'impegno di KIMS a sviluppare tecnologie dei materiali per la sicurezza delle generazioni attuali e future.

Il team di ricerca prevede di collaborare con l'Istituto di Test e Ricerca KOTITI per standardizzare la tecnologia di rilevamento delle microplastiche. Questa collaborazione è un passo cruciale verso la garanzia dell'affidabilità e della coerenza dei risultati della tecnologia, essenziali per l'adozione diffusa e l'accettazione normativa.

Inoltre, il team di ricerca è attivamente impegnato in studi continui per rilevare le microplastiche in base alle dimensioni e valutarne la tossicità per l'organismo umano. Questa ricerca aggiuntiva fornirà una comprensione più approfondita dei rischi associati alle microplastiche e contribuirà a strategie di mitigazione più complete.