Desenvolupen un sistema ultasensible, de baix cost i portàtil per a la detecció de mercuri a l’aigua

Dimecres, 30 de juliol de 2014

Investigadors de la Universitat d’Adelaide (Austràlia) i de la URV descriuen un sistema de detecció òptic ultrasensible capaç de detectar baixos nivells de mercuri

Es tracta d'un nou sistema ultrasensible, de baix cost i portàtil que permet detectar nivells baixos de mercuri a l'agua a través d'un innovador sistema de detecció òptic.  Aquest  sistema és fruit d'un treball de recerca, Nanoporous Anodic Alumina Rugate Filters for Sensing of Ionic Mercury:Toward Environmental Point-of-Analysis Systems que ha estat publicat a la revista científica ACS Applied Materials and Interfícies.

Des de l'inici de la industrialització, el mercuri s'ha anat acumulant al medi natural i els seus efectes sobre la salut i el medi ambient han estat una preocupació que ha pres força des de la recent incorporació d'una convenció mundial de la UNEP (United Nations Environment Programme) que busca monitoritzar, controlar i reduir la contaminació per mercuri a escala mundial.

Actualment existeixen sistemes que poden fer la monitorització de mercuri però es tracta de maquinària pesant, cara i difícil de fer funcionar, ja que les persones que les han d'utilitzar necessiten tenir un nivell de formació integral. A més, les mostres també necessiten passar per un tractament químic abans de poder ser analitzades.

El sistema, que han desenvolupat investigadors australians i tarragonins, és molt competitiu en costos, fàcil d'utilitzar i de la mida d'un telèfon mòbil. Amb una formació molt bàsica, explica Lluís Marsal, un dels investigadors del projecte, "es podria portar en un riu o llac i fer una lectura de mercuri en pocs minuts".

L'equip ha dissenyat un material nanoporós anomenat alúmina anòdica nanoporosa i n'han desenvolupat una  estructura òptica que modifica la propagació de la llum. La superfície dels nanoporus -un nanopor equivaldria aproximadament a mil milions de porus per centímetre quadrat- s'ha modificat perquè sigui selectiva als ions de mercuri. Quan l'aigua passa a través dels nanoporus de l'estructura, els ions de mercuri s'adhereixen a la superfície. Un sistema òptic - anomenat espectroscòpia de reflexió - mesura la quantitat de mercuri que s'hi adhereix.  

Les proves que s'han realitzat durant el treball de recerca  han demostrat que, en una barreja complexa d'altres ions metàl·lics i mostres ambientals, aquest sensor pot detectar mercuri a nivells de 200 parts per mil milions (ppb). El treball que seguirà a partir d'ara tractarà de millorar els senyals òptics per augmentar encara més la sensibilitat.

Els investigadors consideren que  el rendiment de detecció d'aquest sistema és prometedor i, junt  amb el cost, la competitivitat i la portabilitat fan que sigui una excel·lent alternativa potencial per a les tècniques analítiques actuals. Aquesta tècnica pot servir de base per als futurs sistemes de punt d'anàlisi de la qualitat de l'aigua de supervisió in situ i pot ajudar a implementar millors processos de seguiment de tot el món.

El projecte és una col·laboració de l'Escola d'Enginyeria Química de la Universitat d'Adelaide (Austràlia) i  la Universitat Rovira i Virgili. Els autors han estat els investigadors de  la Universitat d'Adelaide Tushar Kumeria, Dusan Losic i Abel Santos -que n'és l'autor principal i que havia estat doctorand de la URV-, i del Departament d'Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica, de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de la URV, Mahbubur Rahman, Josep Ferré-Borrull i Lluís Marsal.

Pujar