Американские исследователи создали электрохимический сенсор, который позволяет обнаруживать в воде и в природных экосистемах даже самые небольшие количества перфторированной органики (PFAS) в концентрациях порядка 200-400 частей на 1 трлн.
Об этом сообщила пресс-служба Массачусетского технологического института (MIT).
«Необходимость в создании подобных сенсоров давно назрела, так как перфторированная органика почти не разлагается и быстро накапливается в природе. Нам необходимы методы и обнаружения, и изъятия этих веществ из воды и окружающей среды. Мы надеемся, что созданные нами сенсоры станут основой для домашних приборов, выявляющих эти загрязнители», — заявил профессор MIT Тимоти Свейджер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Разработанные профессором Свейджером и другими исследователями сенсоры представляют собой близкие аналоги проточных электрохимических датчиков, которые используются при создании некоторых типов тестов на беременность, а также на коронавирус и другие инфекции. В свою очередь сенсоры представляют собой полоску из токопроводящего материала, чье сопротивление сильно меняется после прикрепления к его поверхности различных молекул или наноструктур.
Американские ученые обнаружили, что подобные сенсоры можно приспособить для обнаружения сверхмалых концентраций двух самых распространенных форм перфторированной органики, веществ PFOA и PFBA. Для этого необходимо изготовить полоску из органического полимера полианилина и пропитать ее раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества KPD.
Как объясняют исследователи, подобная пропитка заставляет полимерную полоску избирательно поглощать перфторированную органику, что ведет к окислению нейтрального полианилина и его преобразованию в токопроводящую форму этого вещества. В результате этого сопротивление полоски будет быстро падать по мере накопления в ней молекул PFOA и PFBA, что позволяет выявлять их даже в очень небольших концентрациях.
Первые опыты с прототипом сенсора на базе подобных полосок показали, что он способен выявлять сверхмалые концентрации перфторированной органики, составляющие порядка 200-400 на 1 трлн. Как отмечают профессор Свейджер и его коллеги, этот показатель можно будет улучшить еще на два порядка, если создать мембрану для фильтра из полианилина. Ее можно будет встроить в системы очистки воды, что позволит отслеживать концентрацию PFOA и PFBA в питьевой воде, подытожили ученые.
Так называемые перфторированные органические соединения (PFAS) представляют собой сложные органические молекулы, в цепочках которых содержится большое число атомов фтора. Они широко применяются для производства тефлона, различных форм хладагентов, а также фторсодержащих полимеров, красок, покрытий и различных расходных материалов.
Широкое использование PFAS в химической промышленности, как обнаружили экологи еще в конце прошлого века, привело к быстрому накоплению молекул данных соединений в природных экосистемах и в организме большого числа людей. Исследования последних лет показывают, что молекулы перфторированной органики нарушают работу щитовидной железы, иммунной системы и многих органов тела.
Источник: tass.ru
