Los investigadores han desarrollado un nuevo sensor óptico que proporciona una manera fácil de detectar los niveles muy bajos de arsénico en el agua. Esta tecnología puede permitir pruebas nacionales para el arsénico y capacitar a las personas para controlar su calidad del agua.
La contaminación del arsénico es un serio desafío ambiental y de salud pública que afecta a millones de personas en todo el mundo. Esta contaminación ocurre cuando los procesos geológicos naturales liberan arsénico en agua subterránea de piedras y suelo y pueden aumentar la minería, la eliminación de desechos industriales y el uso de pesticidas arsénicos.
“El uso de agua contaminada con arsénico puede conducir a afecciones de salud severas, incluida la contaminación del veneno arsénico y la piel, los pulmones, el cáncer de riñón y la vejiga”, dijo Sunil Khajwania, investigador principal del Instituto Indio de Tecnología Guwahati. “Al crear un sensor que sea sensible, seleccionado, reutilizable y eficiente eficiente, nuestro objetivo es eliminar la necesidad de herramientas confiables y amigables para el usuario para el monitoreo de rutina, de las cuales las comunidades de los riesgos de exposición del arsénico ayudan a ahorrar”.
En la revista Optica Publishing Group Aplicado Óptica, Los investigadores describen sus nuevos sensores, que utiliza fibra óptica y fenómeno óptico, conocido como resonancia de plasmona a nivel local. Lo usaron para reducir el nivel de arsénico de 0.09 partes (PPB) por mil millones (PPB), que es 111 veces menor que el límite legítimo máximo de 10 PPB establecidos por la Organización Mundial de la Organización de la Organización de la Salud es Cuando se probó en muestras reales de agua potable de diversos lugares y condiciones, el sensor también funcionó confiable.
“El sensor altamente sensible proporciona un análisis en solo 0.5 segundos y demuestra un alto grado de recurrencia, repetición, estabilidad y confiabilidad, desde el cual monitorea y garantiza la calidad segura del agua”, dijo Khijwania. “En el futuro, esta tecnología puede facilitar a las personas averiguar si su agua potable es segura o no, evitando la exposición de superficies arsénicas potencialmente dañinas”.
Amigo de usuario pero el sensor correcto
Aunque los métodos de espectroscopía tradicional para la detección de arsénico son extremadamente precisos y sensibles, requieren equipos complejos, pesados y costosos que sea complicado en la demanda y el uso de tiempo. Para llenar este importante vacío, los investigadores desarrollaron un sensor de fibra óptica que no solo tiene un límite de detección más bajo sino también costoso y amigo de los consumidores para el monitoreo de arsénico habitual en el agua potable.
Para crear un nuevo sensor, los investigadores cubrieron la parte interna de la fibra con nano partículas de oro y una capa delgada de un nanocamposis único que contiene óxido de aluminio y óxido de grafina, que se selecciona para seleccionar iones arsénicos. Una porción de la luz que viaja a través del núcleo también se está extendiendo en la limpieza de fibra circundante, causando la onda de anvanina causada por la reflexión interna total. Al eliminar la limpieza en una pequeña sección de la fibra, la ola de evanentes está frente al medio ambiente.
Cuando la luz viaja a través de la fibra óptica, la onda ewinoscente interactúa con nano partículas de oro, lo que moviliza la resonancia de plasmona a nivel local. Si el arsénico existe, estará vinculado a la nanocamposita, lo que puede medir la longitud de onda de la resonancia de plasmona superficial y permitir la detección correcta de arsénico traza en el agua.
Evaluar el rendimiento completo
Los investigadores probaron el sensor utilizando diversas concentraciones de soluciones de iones de arsénico, lo que reveló que había producido una dirección permanente y confiable de arsénico en el rango de concentración de prueba. Después de una corrección adicional, experimentaron otros parámetros, que muestran que el sensor arrojó resultados permanentes durante la concentración de iones de arsénico y menos de la altitud en la concentración de iones y solo obtuvo una respuesta aguda de 0.5 segundos lo que
El sensor exhibió la resolución máxima de 0.058 ppb de arsénico y mostró las variaciones en los resultados de las muestras de concentración arterial de uno en cuatro días separados en un período de 18 días. Los investigadores también comparan la medición del sensor con aquellos que son adquiridos con la spectometría de masa de plasma (ICP-MS), que se usan comúnmente para la medición del arsénico. El sensor mostró una diferencia porcentual relativamente porcentual de menos del 5 %, lo que indica un fuerte acuerdo entre los dos métodos.
Para evaluar la aplicación del censor del mundo real, los investigadores la probaron en una muestra de agua potable de varios lugares en Guwahati, India. El sensor mantuvo un rendimiento confiable en estas variaciones.
“Estas investigaciones han demostrado que el sensor de fibra óptica propuesto ofrece una solución altamente sensible, electoral, aguda, efectiva, directa y fácil que es fácil de detectar el arsénico en condiciones de campo real”, dijo Khajwania. “A largo plazo, este nuevo enfoque se puede editar para crear una nueva ola de herramientas de vigilancia ambiental potencialmente asequible y accesible”.
Los investigadores señalaron que, aunque la detección de arsénico del sensor está lista para el uso real del mundo, pero necesitarán desarrollar una fuente óptica y un detector menos costoso y fácil de usar para habilitar una aplicación generalizada.
