Прорывная технология обнаруживает микропластик с беспрецедентной чувствительностью

В рамках прорывного достижения исследовательская группа под руководством доктора Хо Санга Юнга из Департамента нано-биоконвергенции Корейского института материаловедения (KIMS) в сотрудничестве с Институтом тестирования и исследований KOTITI разработала революционную технологию, способную быстро и с высокой чувствительностью обнаруживать микропластик (МП). 

Эти крошечные пластиковые частицы представляют значительную угрозу для здоровья человека и окружающей среды из-за их повсеместного присутствия в пищевой цепи и окружающей среде. Результаты исследования недавно были опубликованы в престижном журнале Advanced Functional Materials.

Технология на основе наборов революционизирует обнаружение микропластика

Инновационная технология обнаружения микропластика, разработанная исследовательской группой, представлена в виде набора, что делает ее подходящей для применения на месте. В отличие от существующих методов, требующих сложной предварительной обработки и высокопроизводительного оборудования, эта технология в формате набора упрощает процесс. Всего за 20 минут технология позволяет определить тип, количество и распределение микропластика без какой-либо предварительной обработки.

Ключ к этому прорыву кроется в плазмонном материале, спроектированном в виде наноклетки, способной захватывать микропластик на поверхности бумажного фильтра с микропористыми отверстиями. Эта наноклетка усиливает оптический сигнал захваченного микропластика, обеспечивая высокочувствительное обнаружение. При введении через шприц раствора образца, содержащего микропластик, рамановский спектральный сигнал микропластика усиливается на плазмонном материале типа наноклетки, что позволяет осуществлять точное обнаружение как на микроскопическом, так и на нанометровом уровнях.

ИИ повышает точность обнаружения

Для дальнейшего повышения точности обнаружения микропластика исследовательская команда интегрировала в систему искусственный интеллект (ИИ). Система ИИ была обучена на уникальных сигналах рамановской спектроскопии микропластика, что позволило ей отличать сигналы микропластика от возможных помех в образце. Это достижение обеспечивает точную идентификацию микропластика в сложных средах или образцах человека, включая определение его концентрации, распределения и типа.

Одной из отличительных особенностей этой технологии является использование портативного рамановского спектрометра для обнаружения. Это портативное устройство значительно повышает целесообразность обнаружения на месте, устраняя необходимость в обширном лабораторном оборудовании и высококвалифицированных исследователях. Сочетание технологии на основе наборов и портативного спектрометра обеспечивает практическое решение для идентификации микропластика в реальных условиях.

Загрязнение микропластиком стало насущной проблемой во всем мире, с сообщениями о выбросе этих микроскопических пластиковых частиц из повседневных продуктов, таких как бутылки для напитков и пакеты для закусок. Однако до сих пор не существовало метода обнаружения микропластика микроскопического или нанометрового размера, что подчеркивает острую необходимость в надежных методах обнаружения.

Разработка этой передовой технологии имеет большое значение, поскольку она не только решает текущие экологические и проблемы здоровья, но и может проложить путь к будущему регулированию пластиковых изделий и упаковки для продуктов питания и напитков. Точное обнаружение и количественная оценка микропластика являются критическим шагом к смягчению его вредного воздействия как на окружающую среду, так и на здоровье человека.

Многообещающие последствия для более широкого внедрения

Доктор Хо Санг Юнг, старший исследователь KIMS, возглавивший этот прорывной проект, выразил оптимизм относительно потенциального воздействия технологии. Он заявил: «Если эта технология будет коммерциализирована, технология обнаружения микропластика будет более легко и быстро распространяться повсеместно». Доктор Юнг подчеркнул приверженность KIMS разработке материаловедческих технологий для безопасности нынешнего и будущих поколений.

Исследовательская группа планирует сотрудничать с Институтом тестирования и исследований KOTITI для стандартизации технологии обнаружения микропластика. Это сотрудничество является важным шагом к обеспечению надежности и согласованности результатов технологии, что необходимо для ее широкого внедрения и нормативного принятия.

Кроме того, исследовательская группа активно занимается текущими исследованиями по обнаружению микропластика по размеру и оценке его токсичности для человеческого организма. Это дополнительное исследование обеспечит более глубокое понимание рисков, связанных с микропластиком, и внесет вклад в разработку более комплексных стратегий смягчения последствий.