Neues Gerät kann toxisches Blei innerhalb von Minuten messen
Forscher schaffen tragbares Lab-on-a-Chip, das viele Schadstoffe aufspüren könnte
Die Forscher von Rutgers haben ein Miniaturgerät entwickelt, mit dem sich Spuren von toxischem Blei in Sedimenten auf dem Grund von Häfen, Flüssen und anderen Wasserwegen innerhalb von Minuten messen lassen - weit schneller als die derzeit verfügbaren Laboruntersuchungen, die Tage dauern.
Von einem Schiff gesammelte Sedimente können mit einem neuen tragbaren Lab-on-a-Chip-Gerät schnell auf toxisches Blei getestet werden. Das Miniaturgerät extrahiert Blei aus einer Probe und reinigt sie unter Verwendung von Graphenoxid als Bleidetektor.
Azam Gholizadeh
Mit dem erschwinglichen Lab-on-a-Chip-Gerät könnten auch Kommunen, Wasserwerke, Universitäten, Schulen, Kindertagesstätten und Hausbesitzer ihre Wasservorräte einfach und schnell testen.
"Zusätzlich zum Nachweis von Bleiverunreinigungen in Umweltproben oder Wasser in Rohren in Häusern oder Grundschulen könnte man mit einem solchen Gerät eines Tages in eine Sushi-Bar gehen und überprüfen, ob der bestellte Fisch Blei oder Quecksilber enthält", sagte der leitende Autor Mehdi Javanmard, ein außerordentlicher Professor in der Fakultät für Elektro- und Computertechnik an der Fakultät für Ingenieurwesen an der Rutgers University-New Brunswick.
"Um toxische Metalle wie Blei, Quecksilber und Kupfer aufzuspüren, müssen normalerweise Proben genommen und zur kostspieligen Analyse an ein Labor geschickt werden, wobei die Ergebnisse innerhalb weniger Tage vorliegen", sagte Javanmard. "Unser Ziel war es, diesen Prozess zu umgehen und ein empfindliches, kostengünstiges Gerät zu bauen, das leicht mitgeführt werden kann, und die Proben innerhalb von Minuten vor Ort zu analysieren, um so schnell Kontaminationsherde zu identifizieren.
Die Forschung konzentrierte sich auf die Analyse von Blei in Sedimentproben. Viele Flusssedimente in New Jersey und landesweit sind durch Industrieabfälle und andere vor Jahrzehnten deponierte Abfälle verunreinigt. Eine ordnungsgemäße Bewirtschaftung des kontaminierten Baggerguts aus den Fahrwassern ist wichtig, um mögliche Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt, die Landwirtschaft und die Nahrungsmittelversorgung zu begrenzen. Eine rasche Identifizierung verseuchter Gebiete könnte rechtzeitige und kosteneffektive Programme zur Verwaltung des Baggerguts ermöglichen.
Das neue Gerät extrahiert Blei aus einer Sedimentprobe und reinigt sie, wobei eine dünne Graphenoxidschicht als Bleidetektor dient. Graphen ist eine atomdicke Schicht aus Graphit, dem Schreibmaterial in Bleistiften.
Es sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die Leistung des Geräts weiter zu validieren und seine Haltbarkeit zu erhöhen, damit es möglicherweise in zwei bis vier Jahren ein brauchbares kommerzielles Produkt werden kann.
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