Новый портативный инструмент за минуты определит количество микропластика в вашем напитке
Исследователи из Университета Британской Колумбии разработали недорогой портативный инструмент для точного измерения пластика, выделяемого из повседневных предметов, таких как одноразовые стаканчики и бутылки для воды.
Устройство, работающее в паре с приложением, использует флуоресцентную метку для обнаружения частиц пластика размером от 50 нанометров до 10 микрон — слишком маленьких, чтобы увидеть их невооруженным глазом, — и выдает результаты за несколько минут. Метод и результаты описаны в журнале ACS Sensors.
«Распад крупных пластиковых фрагментов на микропластик и нанопластик представляет серьезную угрозу для пищевых систем, экосистем и здоровья человека», — говорит доктор Тяньси Ян, разработавший инструмент. — «Эта новая методика позволяет быстро и дешево обнаруживать эти пластики, что может помочь защитить наше здоровье и экосистемы».
Нанопластик вызывает особую озабоченность из-за повышенной способности абсорбировать токсины и проникать через биологические барьеры в организме человека.
Исследователи создали небольшой биоразлагаемый 3D-печатный корпус, содержащий беспроводной цифровой микроскоп, зеленый светодиод и возбуждающий фильтр. Для анализа пластика они настроили программное обеспечение MATLAB с алгоритмами машинного обучения и объединили его с ПО для захвата изображений.
Инструменту требуется крошечный образец жидкости — меньше капли воды. Частицы пластика начинают светиться под зеленым светодиодом в микроскопе, что позволяет их визуализировать и измерить.
В исследовании команда протестировала одноразовые полистироловые стаканчики, наполнив их 50 мл дистиллированной кипящей воды и дав остыть в течение 30 минут. Результаты показали, что стаканчики выделили сотни миллионов наноразмерных частиц пластика, размером примерно в одну сотую ширины человеческого волоса и меньше.
«Как только микроскоп в корпусе захватывает флуоресцентное изображение, приложение сопоставляет площадь пикселей изображения с количеством пластика», — поясняет соавтор Хаоминг (Питер) Ян. — «Результат показывает, присутствует ли пластик и в каком количестве. Стоимость каждого теста составляет всего 1,5 цента».
В настоящее время инструмент откалиброван для измерения полистирола, но алгоритм машинного обучения можно настроить для измерения других типов пластика, таких как полиэтилен или полипропилен. В дальнейшем исследователи планируют коммерциализировать устройство.
«Чтобы уменьшить проглатывание пластика, важно избегать продуктов на нефтяной основе, выбирая альтернативы, такие как стекло или нержавеющая сталь, для пищевых контейнеров. Разложение биоразлагаемых упаковочных материалов также важно для замены традиционных пластиков», — заключает доктор Тяньси Ян.