Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Bộ lọc bằng vật liệu xốp nano có nếp nhăn giúp phát hiện thủy ngân trong nước (01/08/2014)

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Adelaide đã chế tạo thành công một hệ thống siêu nhạy, có giá rẻ và nhỏ gọn để phát hiện thủy ngân trong môi trường nước.

ông bố công trình nghiên cứu trên tạp chí ACS Applied Materials and Interfaces, nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống cảm biến quang học tiên tiến của mình rất thích hợp cho việc phát hiện thủy ngân nồng độ thấp ở các nơi cần kiểm tra.

Hệ thống cảm biến quang nguyên khối gọn nhẹ có thể phát hiện thủy ngân iôn trong các môi trường nước.

Tiến sĩ Abel Santos, thành viên Hội đồng Nghiên cứu Ôxtrâylia và là người lãnh đạo dự án nghiên cứu cho biết, thủy ngân vốn đã tích tụ trong môi trường tự nhiên kể từ khi bắt đầu công cuộc công nghiệp hóa, làm nảy sinh những lo ngại trên toàn thế giới về những ảnh hưởng tiềm tàng đến sức khỏe con người và môi trường. Về vấn đề này, gần đây một hội nghị toàn cầu đã được tổ chức nhằm kiểm soát, giám sát và giảm thiểu ô nhiễm thủy ngân trên quy mô thế giới.

Các nhà nghiên cứu cũng cho biết, hiện tại có một số hệ thống có khả năng phát hiện thủy ngân ở mức vi lượng, nhưng đó đều là những cỗ máy cồng kềnh không dễ dàng mang vác, rất tốn kém, sử dụng phức tạp và yêu cầu đào tạo toàn diện. Các mẫu cũng cần xử lý hóa chất trước khi phân tích. Hệ thống cảm biến, kết quả của công trình nghiên cứu có giá cả cạnh tranh, với kích thước chỉ bằng một chiếc điện thoại di động và dễ sử dụng. Chỉ cần được đào tạo cơ bản, bất cứ ai cũng có thể mang nó đến một con sông hay hồ nước để đo nồng độ thủy ngân ngay tại chỗ.

Dự án là công trình hợp tác giữa nhóm nghiên cứu Losic Nano thuộc Trường Kỹ thuật Hóa học với trường Đại học Rovira i Virgili ở Tây Ban Nha, và phần lớn công việc thử nghiệm do nghiên cứu sinh tiến sĩ Tushar Kumeria thực hiện. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế một loại vật liệu nano có cấu trúc xốp được gọi là nhôm xốp nano anôt hóa (nanoporous anodic alumina) để tạo ra một cấu trúc đặc biệt mang tên bộ lọc có nếp nhăn (rugate filter).

Bề mặt của bộ lọc đã được biến tính để làm cho nó có thể lưu giữ các ion thủy ngân. Khi nước chảy qua các lỗ của màng lọc, các ion thủy ngân bị giữ lại trên bề mặt. Một hệ thống quang học - quang phổ phản xạ (reflection spectroscopy) sẽ đo lượng thủy ngân phát hiện được.

Một loạt các xét nghiệm cho thấy bộ cảm biến có khả năng phát hiện thủy ngân ở nồng độ 200 phần tỷ trong một hỗn hợp phức bao gồm cả các ion kim loại khác và trong các mẫu kiểm nghiệm môi trường. Dự án nghiên cứu hiện vẫn đang được tiếp tục xúc tiến theo hướng tăng cường các tín hiệu quang để cho độ nhạy cao hơn. Khả năng cảm biến cao của hệ thống cùng với chi phí cạnh tranh và kích thước gọn nhẹ khiến cho hệ thống có thể là một phương án thay thế tuyệt vời cho các kỹ thuật phân tích hiện tại. Kỹ thuật này có thể tạo cơ sở cho các hệ thống điểm phân tích trong tương lai để kiểm tra chất lượng nước tại chỗ và giúp hình thành quy trình giám sát tốt hơn trên toàn thế giới.

Nguồn: www.vista.vn (Theo Nanowerk)