Os pesquisadores desenvolveram um novo método baseado em luz para identificar partículas de plástico em grandes volumes de água. O novo sistema pode ajudar os cientistas a entender melhor como as partículas minúsculas são distribuídas nas profundezas do oceano.

"A abordagem que demonstramos abre o caminho para o longo prazo, análise em escala global de partículas e microplásticos marinhos usando grandes redes de plataformas de observação, como flutuadores ou planadores, "disse o membro da equipe de pesquisa e autor principal, Tomoko Takahashi, da Agência Japonesa para Ciência e Tecnologia da Terra Marinha." Essas redes podem permitir que mudanças na distribuição e abundância de partículas do fundo do mar sejam rastreadas ao longo do tempo em alta resolução. Essas informações podem fornecer novos insights sobre como os microplásticos de partículas marinhas são distribuídos no fundo do mar. "

Na revista Optical Society (OSA) Applied Optics, os pesquisadores relatam como eles combinaram imagens holográficas de alta resolução com as informações químicas disponíveis na espectroscopia Raman para criar uma imagem no local, ou in situ, método de detecção que um dia poderia ser usado para detectar, identificar e medir a distribuição de partículas encontradas no oceano sem qualquer preparação ou manipulação de amostra.

"Até aqui, só foi possível medir a distribuição em massa de partículas in situ, "disse Takahashi." Para entender a distribuição de tipos específicos de partículas, precisamos ser capazes de determinar sua forma e composição com sensibilidade suficiente para detectar apenas algumas partículas em um litro de água do mar. "

Combinando imagens e informações espectrais

Hoje, estudar partículas no oceano normalmente requer a coleta de partículas que se acumularam em um filtro ou armadilha e, em seguida, levá-las a um laboratório para análise. Isso é caro porque requer o envio de navios e veículos subaquáticos sofisticados para áreas remotas do oceano, frequentemente várias vezes durante um período de meses ou anos. Mesmo assim, a abordagem revela apenas o que está ocorrendo em alguns locais distintos durante um período de tempo fixo.

Para realizar o monitoramento contínuo, os pesquisadores desenvolveram uma configuração de laboratório compacta na qual um único feixe de laser foi enviado através de um canal de água do mar com várias dezenas de centímetros de comprimento. Quando uma partícula passa pelo canal, ele interage com a luz e gera um padrão de interferência óptica que pode ser usado para determinar a forma da partícula com alta resolução. Uma pequena proporção da luz também interage com a partícula em nível molecular, mudando o comprimento de onda da luz e deixando uma impressão digital espectral que pode ser usada para detectar a composição da partícula.

Os pesquisadores usaram sua configuração para reconhecimento e identificação química de dois tipos de partículas de plástico. Isso demonstrou a capacidade do sistema de identificar partículas de plástico em um grande volume de água morfológica e quimicamente, gastando pouca energia.

Em direção a observações de longo prazo

"Ser capaz de combinar esses métodos em um compacto, configuração de baixa energia é importante para aplicações futuras deste método de detecção usando longa resistência, plataformas robóticas móveis no oceano, "disse Takahashi." Nossa técnica também pode ser usada para observar partículas orgânicas, como plâncton e minerais inorgânicos, o que pode ajudar a fornecer informações importantes sobre os nutrientes e outros ciclos químicos no oceano. "

Para se aproximar de seu objetivo de longo prazo de um sistema de observação contínua do oceano, os pesquisadores estão trabalhando para aumentar a sensibilidade do instrumento e automatizar totalmente a aquisição e análise de dados. Como as larguras de banda de comunicação para locais remotos no mar são muito baixas para transmitir imagens e espectros brutos, será importante determinar com segurança o tipo de partícula no ponto de observação, de forma que apenas os resultados processados ​​precisem ser transmitidos para a costa.