Níveis elevados de urânio no abastecimento de água são uma preocupação ambiental e de saúde, mas os métodos atuais de detectá-lo são complicados, caro e demorado. Gary C. Tepper, Ph.D., presidente do Departamento de Engenharia Mecânica e Nuclear, e Ph.D. o aluno Brandon Dodd está enfrentando esse desafio com um novo dispositivo portátil que agiliza e acelera a forma como o urânio na água é medido. Porque sua tecnologia patenteada é mais sensível do que as tecnologias atuais, é capaz de detectar concentrações baixas ou vestigiais de urânio no abastecimento de água.

O urânio é um elemento radioativo de ocorrência natural que entra nas fontes de água através de uma variedade de canais, incluindo a mineração de urânio, produção de armas, usaram latas de combustível nuclear - ou mesmo agricultura. "Estudos recentes mostram que o escoamento de fertilizantes causa reações químicas que liberam urânio das rochas e podem elevar as concentrações de água, "Tepper explicou.

p De acordo com a Lei da Água Potável Segura, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA define padrões para níveis seguros de urânio na água potável. Conformidade, Contudo, foi prejudicado por procedimentos de teste abaixo do ideal. "Agora mesmo, você testa o urânio pegando uma única amostra de água [de água] e enviando-a para um laboratório, - disse Tepper. - Isso não é prático. Você precisa de um dispositivo que faça medições em tempo real. Também deve ser facilmente usado em várias regiões da fonte de água porque as concentrações variam de um lugar para outro. "

O sistema que Tepper e Dodd desenvolveram usa material nanoporoso para coletar e concentrar urânio e luz ultravioleta de uma amostra de água para torná-la visível. Como os compostos de urânio dissolvidos na água são fluorescentes, a luz ultravioleta pode ser usada para produzir um sinal visível. "Mas a água extingue essa reação e torna difícil detectar e quantificar o urânio em concentrações muito baixas, "Tepper disse.

Eles resolveram esse problema incorporando sílica gel - os grânulos comumente vistos em pequenos pacotes usados ​​para manter os bens de consumo secos durante o transporte - em seu sistema. "Os compostos de urânio se ligam à sílica gel e se acumulam dentro dos pequenos poros. Isso aumenta o sinal e minimiza o efeito de extinção da água, então agora, se o urânio estiver presente, ele acende e pode ser visto no espectro visível, "Tepper disse.

A combinação de material nanoporoso, a luz e o gel de sílica produziram um sistema multifuncional portátil que forneceu leituras de concentrações de traços de urânio. Uma iteração inicial de seu dispositivo foi projetada para ser mergulhada em uma amostra e fornecer uma leitura confiável em cerca de uma hora. Tepper e Dodd acreditavam que poderiam fazer melhor. Eles adicionaram mais um componente, algo familiar para qualquer engenheiro mecânico.

"Nós dissemos, 'Vamos pegar uma pequena bomba e empurrar a água através do gel de sílica, "Tepper relembrou." Agora, uma reação que demorou uma hora leva alguns segundos.

Tepper e Dodd detêm patentes provisórias nos EUA e internacionais sobre sua tecnologia. Eles estão trabalhando com o VCU Innovation Gateway enquanto seu dispositivo continua seu caminho do protótipo ao produto comercial e acreditam que será de particular interesse para os militares, agências reguladoras e consumidores da indústria agrícola.