Een onderzoeksteam onder leiding van Dr. Ho Sang Jung van de afdeling Nano-Bio Convergence van het Korea Institute of Materials Science (KIMS), een onderzoeksinstituut onder het ministerie van Wetenschap en ICT, in samenwerking met het KOTITI Testing &Research Institute, heeft 's werelds eerste technologie ontwikkeld om snel en zeer gevoelig microplastics (MP's) te detecteren, die menselijke en genetische toxiciteit kunnen veroorzaken door milieuvervuiling en de voedselketen.

De onderzoeksresultaten zijn op 10 september gepubliceerd in Advanced Functional Materials .

De ter plaatse toepasbare detectietechnologie voor MP's, ontwikkeld door het onderzoeksteam, is een kit-type technologie. Wanneer gefilterd door een MP-detectiekit van het spuitfiltertype, kunnen het type, het aantal en de distributie van MP's binnen 20 minuten worden geïdentificeerd zonder enige voorbehandeling.

Het onderzoeksteam concentreerde zich op het feit dat parlementsleden eruit kunnen worden gefilterd. Het team synthetiseerde een plasmonisch materiaal in de vorm van een nanopocket die parlementsleden kan vangen op het oppervlak van een papieren filter met microschaalporiën en het optische signaal van de gevangen parlementsleden kan versterken. Wanneer een monsteroplossing met MP's door een injectiespuit wordt geïnjecteerd, wordt het Raman-spectrale signaal van de MP's versterkt op het plasmonische materiaal van het nanopocket-type, waardoor zeer gevoelige detectie mogelijk wordt. De technologie kan ook worden gebruikt om parlementsleden op nanometerschaal te detecteren.

Daarnaast heeft het onderzoeksteam een ​​systeem van kunstmatige intelligentie (AI) vooraf getraind op de unieke Raman-spectroscopiesignalen van Kamerleden, zodat de kunstmatige intelligentie (AI) kan bepalen of het gedetecteerde signaal overeenkomt met Kamerleden, ook als er storende elementen in zitten. het voorbeeld. Deze technologie maakt het mogelijk om parlementsleden in complexe omgevingen of menselijke monsters nauwkeurig te identificeren, evenals hun concentratie, verspreiding en type.

Bestaande technologieën voor het detecteren van parlementsleden zijn in het veld moeilijk te gebruiken. Dit komt omdat het een complexe voorbehandeling, hoogwaardige apparatuur en analyse door ervaren onderzoekers vereist. Deze technologie vervangt het voorbehandelingsproces in de vorm van een filter en verbetert de gevoeligheid van het materiaal, in plaats van de prestaties van de apparatuur te verhogen.

De grootste onderscheidende factor is dat de analytische vaardigheden van ervaren onderzoekers zijn vervangen door machinaal leren. Bovendien heeft het detectieapparaat het voordeel dat er gebruik wordt gemaakt van een draagbare Raman-spectrometer, waardoor de mogelijkheid tot detectie ter plaatse wordt vergroot.

Momenteel blijven er vragen rijzen over de milieuvervuiling en de menselijke risico's die verbonden zijn aan parlementsleden in binnen- en buitenland. Er is gemeld dat parlementsleden gemakkelijk verlost kunnen worden van onze dagelijkse producten, zoals drankverpakkingen en snackzakjes. Tot op heden bestaat er echter geen methode om kleine MP's van micro- of nanogrootte te detecteren, dus er is behoefte aan technologie om een ​​internationale standaarddetectiemethode op te stellen.

Omdat dit zou kunnen leiden tot toekomstige regelgeving voor plastic producten en voedsel- en drankverpakkingen, is het betekenisvol dat we technologie hebben ontwikkeld om preventief import- en exportregels als gevolg van toekomstige milieuproblemen te omzeilen door de ontwikkeling van brontechnologie. Een ander voordeel van deze technologie is dat het grote publiek er indien nodig gemakkelijk gebruik van kan maken, aangezien de sensor als bouwpakket wordt gemaakt.

Dr. Ho Sang Jung, een senior onderzoeker bij KIMS die deze technologie heeft ontwikkeld, zei:“Als deze technologie gecommercialiseerd wordt, zal de technologie voor het opsporen van parlementsleden universeel gemakkelijker en sneller verspreid worden” en “Op basis hiervan zal KIMS niets blijven sparen.” inspanning in het ontwikkelen van materiële technologieën voor de veiligheid van de mensen en toekomstige generaties”, voegde hij eraan toe.

Het onderzoeksteam is van plan samen te werken met het KOTITI Testing &Research Institute om in de toekomst de detectietechnologie voor parlementsleden te standaardiseren. Ondertussen voert het onderzoeksteam momenteel vervolgonderzoek uit om parlementsleden op grootte te detecteren en hun toxiciteit voor het menselijk lichaam te evalueren.

Meer informatie: Jun Young Kim et al., 3D-plasmonische gouden nanopocketstructuur voor SERS Machine Learning-gebaseerde microplastic-detectie, Geavanceerde functionele materialen (2023). DOI:10.1002/adfm.202307584

Journaalinformatie: Geavanceerde functionele materialen

Aangeboden door Korea Institute of Science and Technology