Phát hiện thủy ngân chỉ trong 2 phút: Nga chế tạo cảm biến siêu nhạy
Hãy tưởng tượng bạn chỉ cần 2 phút là đã biết nước, đất hay thậm chí một tách trà, cà phê có chứa thủy ngân độc hại hay không — ngay cả khi lượng chất độc cực kỳ nhỏ.
Đột phá ngoạn mục này đến từ các nhà khoa học thuộc Đại học Bang Nam Ural (thành phố Chelyabinsk, trung tây Nga) với phát minh cảm biến mới có khả năng "nhìn thấy" thủy ngân ở nồng độ siêu thấp, thấp hơn cả giới hạn cho phép.
Cảm biến của các nhà khoa học Chelyabinsk không chỉ siêu nhạy - phát hiện thủy ngân trong phạm vi từ 1 đến 5 Nanomol, với giới hạn phát hiện cực thấp là 0,15 Nanomol. Nghĩa là ngay cả khi nồng độ thủy ngân thấp đến mức 0,15 Nanomol/lít, cảm biến vẫn có thể “bắt” được tín hiệu...
Nó còn cực kỳ chính xác và chọn lọc. Ngay cả khi có mặt các ion khác (chì, đồng, sắt…) hay chất hữu cơ (ure, phenol), nó vẫn chỉ "nhắm" đúng vào thủy ngân, không bị nhiễu.
Ảnh do AI thực hiện.
Họ đã thử nghiệm trên nước máy thực tế, đất, chiết xuất trà và cà phê. Kết quả: Độ chính xác cao, hệ số phục hồi từ 85% đến 95%.
Cảm biến mới hoạt động như thế nào?
Các nhà khoa học đã tạo ra một điện cực đặc biệt có khả năng phát hiện ion thủy ngân trong dung dịch nước. Điện cực này được phủ một lớp vật liệu đặc biệt chứa kim loại đất hiếm Praseodymium, giúp cảm biến cực kỳ nhạy bén.
Nó có thể phát hiện thủy ngân ngay cả ở lượng rất nhỏ—thấp đến mức 1 Nanomol (nM). Con số này tương đương khoảng 200 nanogram trên lít, thấp hơn mức được coi là chấp nhận được.
Phát minh của Nga rất quan trọng với con người và môi trường
Thủy ngân là một trong những chất độc nguy hiểm nhất hành tinh. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) coi thủy ngân là một trong 10 hóa chất hàng đầu gây lo ngại nghiêm trọng cho sức khỏe cộng đồng và môi trường.
Ô nhiễm thủy ngân trong nước vẫn là một trong những vấn đề nguy hiểm nhất trên thế giới. Một khi nhiễm độc, thủy ngân có thể gây ảnh hưởng độc hại đến hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, hệ miễn dịch, cũng như phổi, thận, da và mắt.
Hiện nay, theo tiêu chuẩn của WHO, nồng độ thủy ngân tối đa cho phép trong nước chỉ là 0,001 mg/L. [Quy đổi 0,001 mg/L ≈ 5 Nanomol/L (5 nM)].
Việc phát hiện nó trong nước uống, đất, thực phẩm hay nước thải công nghiệp trước đây cực kỳ khó khăn, tốn kém và mất nhiều thời gian.
Phát minh cảm biến thủy ngân siêu đẳng này của Nga có thể hữu ích trong lĩnh vực dịch vụ môi trường. Máy phân tích di động sẽ cho phép thử nghiệm nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn, di chuyển đến các địa điểm ô nhiễm và thu được kết quả ngay tại chỗ.
Phương pháp này cũng sẽ hữu ích cho các nhà sản xuất trà, cà phê và hải sản trong việc kiểm tra nhanh chóng nguyên liệu thô.
Ngoài ra, cảm biến này còn có triển vọng trong lĩnh vực y học. Nếu được điều chỉnh để phù hợp với các dấu ấn sinh học khác, nó có thể được sử dụng để tạo ra các cảm biến để phân tích nước tiểu hoặc mồ hôi.
Ngoài ra, công nghệ này có thể được sử dụng để giám sát nước thải công nghiệp – đặc biệt là trong các ngành công nghiệp hóa chất, khai thác mỏ và thuộc da – theo thời gian thực.
Đây không chỉ là một cảm biến mà là công cụ mạnh mẽ giúp bảo vệ sức khỏe con người và môi trường một cách nhanh chóng, chính xác và dễ tiếp cận hơn bao giờ hết.
Nguồn: WHO
Trang Ly
