Soms is het handig om een ​​stroom water te volgen om erachter te komen waar het water vandaan komt en waar het waarschijnlijk heen zal gaan.

Als een stroom vervuild raakt, wanneer zullen de verontreinigende stoffen een bron van drinkwater bereiken waar de stroom in stroomt? Hoeveel van deze vervuiling komt helemaal stroomafwaarts?

En als de druk uit je kraan wegvalt omdat er iets mis is met de watertoevoer, waar zit de verstopping of lekkage eigenlijk?

Met behulp van nanotechnologie onderzoekers van NTNU bouwen kleine tracers die het gemakkelijker maken om ingewikkelde stroompaden te volgen, of het nu riolen of rivieren zijn.

Deze tracers zijn deeltjes die zo zijn ontworpen dat ze gemakkelijk in het water kunnen worden gebracht en eruit kunnen worden verwijderd. en die achteraf ook gemakkelijk te herkennen zijn.

Onbeperkte mogelijkheden

Momenteel, er zijn slechts enkele tracers voor het volgen van vloeistoffen. Maar een groot en complex netwerk als grondwater vereist veel verschillende tracers.

"Het belangrijkste idee van het project is het bouwen van op DNA gebaseerde tracers, " zegt Sulalit Bandyopadhyay, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Chemische Technologie van NTNU.

De tracers maken gebruik van kunstmatig DNA. Dit DNA kan in een vrijwel onbeperkt aantal varianten worden gemaakt.

De onbeperkte varianten "stellen ons in staat om zoveel verschillende tracers te krijgen als we willen, ' zegt Bandyopadhyay.

Het hebben van veel verschillende tracers is handig om te zien hoe vloeistoffen in complexe netwerken stromen.

Lijkt op zand

Het kunstmatige DNA is ingekapseld in een op silicium gebaseerde laag gecombineerd met ijzeroxide. De resulterende deeltjes lijken op zand en zijn magnetisch. Op deze manier, de deeltjes kunnen met een magneet uit de stroom worden gehaald. Deze methode is handig in water met veel vreemde elementen.

"De tracers zijn niet zo duur om te maken, " zegt Bandyopadhyay, "en er zijn slechts kleine hoeveelheden nodig, wat de marketingmogelijkheden vergroot."

De deeltjes kunnen in verschillende vormen en maten worden gemaakt, waardoor ze op hun beurt gemakkelijker van elkaar te scheiden zijn. De inkapseling voorkomt ook dat het DNA in contact komt met de omgeving.

Bandyopadhyay benadrukt dat alleen omdat dit DNA is, niet betekent dat het helemaal geen levend materiaal is.

Het proces heeft ook geen grote hoeveelheden van de tracers nodig. Bijvoorbeeld, een paar milliliter in een rivier doen is genoeg om de tracers te vinden als je 1 tot 10 microliter van een watermonster verder stroomafwaarts analyseert.