用芯片大小的传感器检测有毒的PFAS

时间:2020-04-25 18:13 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

用芯片大小的传感器检测有毒的PFAS

PNNL已经申请了一项专利,它可以精确、便捷地检测出微量的一种极具持久性的有毒化学物质,这种化学物质会在我们的身体和环境中积累。

全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)是一种危险的人造化学物质,用于不粘炊具、防水衣物、食品包装和灭火泡沫等产品中,因为它们防水和防油。它们不会自然分解,也没有已知的快速修复方法来摧毁它们。多项研究表明,长时间呆在环境中的pfa与胆固醇升高、肥胖、免疫系统衰弱、内分泌紊乱、甲状腺问题和癌症有关。

联邦健康顾问对PFAS的水平是70ppb,大致相当于1000加仑水里的一粒盐。美国的一些州甚至有更严格的标准,但只是其中的一小部分。含量如此之低,以至于水样必须送到实验室,用灵敏的分析方法进行测量。在源头快速检测和测量PFAS存在的困难使得修复具有挑战性。

PNNL的研究人员与新泽西理工学院(NJIT)合作开发了一种小型设备,可以快速准确地测量全氟辛烷磺酸(PFOS),这是全氟磺酸的一种。这种专利的芯片上的实验室传感器可以检测到比联邦健康报告低两个数量级的PFOS水平——0.5万亿分之一。这为准确、现场、实时地检测水中微量的PFOS提供了一种前所未有的方便方法。该设备足够小,运行速度足够快,可以提供使用点的测量数据。此外,PNNL还扩展了设备检测各种PFAS污染物的能力。

“清洁的水是必不可少的。能够快速识别PFAS污染源也很重要,”PNNL材料科学家Radha Motkuri说。“我们设想的世界是,这种芯片上的实验室可以立即广泛部署。”

" pfa传感器

快速、现场检测超低水平的PFAS和PFOS是保护人类健康的关键步骤。从历史上看,测试至少需要几小时到几天的时间。有了PNNL的便携式传感器,PFOS的水平可以立即在现场测量。

用芯片大小的传感器检测有毒的PFAS

莫特库里说:“去年,我们致力于PFOS的捕获,我们正在继续开发从水中捕获更多PFAS分子的材料。”“但我们希望开发一种工具,能够在现场快速、准确地量化PFAS。”

传感器看起来像一个显微镜载玻片,上面有一个曲折的小迷宫。水样在迷宫中流动,在迷宫中间形成海绵状的物质。水样中的PFOS或PFAS分子被海绵吸附,其他分子通过。

当电流通过传感器时,捕获的PFAS引起电流变化。这个变化给出了样品中PFAS浓度的瞬时测量。

期待更少的PFAS

PNNL的使用点传感器有潜力用于检测其他威胁人类健康和环境的令人不安的化学物质。PNNL和新泽西理工大学的团队正在努力将这项技术扩展到探测其他的PFAS分子,包括PFOA、PFBA、PFBS和genx等多种地下水来源中的PFAS分子。

PFAS传感器正在申请专利,该技术可以申请专利。

“许多不同的部门可以使用这项技术,包括环境修复、市政用水、化学制造、石油和国防,”太平洋国家实验室商业化经理Allan Tuan说。“这是一个令人兴奋的突破,可以快速检测和测量PFOS和其他污染物。”

PFAS传感器是“基于金属-有机框架的微流体阻抗传感器平台,用于全氟辛烷磺酸的超灵敏检测”的焦点,该论文发表在3月4日的ACS应用材料与界面杂志上。

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