Ho Sang Jung do Departamento de Nano-Bio Convergência do Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS), um instituto de pesquisa subordinado ao Ministério da Ciência e TIC, em colaboração com o KOTITI Testing &Research Institute, desenvolveu a primeira tecnologia do mundo para detectar de forma rápida e altamente sensível microplásticos (MPs), que podem causar toxicidade humana e genética através da poluição ambiental e da cadeia alimentar.



Os resultados da pesquisa foram publicados em 10 de setembro na revista Advanced Functional Materials .

A tecnologia de detecção de MPs aplicável no local desenvolvida pela equipe de pesquisa é uma tecnologia do tipo kit. Quando filtrado através de um kit de detecção de MP do tipo filtro de seringa, o tipo, número e distribuição de MPs podem ser identificados em 20 minutos sem qualquer pré-tratamento.

A equipa de investigação concentrou-se no facto de os deputados poderem ser filtrados. A equipe sintetizou um material plasmônico na forma de um nanobolso que pode capturar MPs na superfície de um filtro de papel com poros em microescala e amplificar o sinal óptico dos MPs capturados. Quando uma solução de amostra contendo MPs é injetada através de uma seringa, o sinal espectral Raman dos MPs é amplificado no material plasmônico tipo nanopocket, permitindo uma detecção altamente sensível. A tecnologia também pode ser usada para detectar MPs em escala nanométrica.

Além disso, a equipe de pesquisa pré-treinou um sistema de inteligência artificial (IA) nos sinais exclusivos de espectroscopia Raman de MPs, para que a inteligência artificial (IA) possa determinar se o sinal detectado corresponde a MPs, mesmo se houver elementos interferentes em a amostra. Essa tecnologia permite identificar com precisão MPs em ambientes complexos ou amostras humanas, bem como sua concentração, distribuição e tipo.

As tecnologias existentes para detectar MPs têm sido difíceis de usar no campo. Isso ocorre porque requer pré-tratamento complexo, equipamentos de alto desempenho e análise por pesquisadores qualificados. Essa tecnologia substitui o processo de pré-tratamento em forma de filtro e melhora a sensibilidade do material, ao invés de aumentar o desempenho do equipamento.

O maior diferencial é que as habilidades analíticas de pesquisadores qualificados foram substituídas pelo aprendizado de máquina. Além disso, o dispositivo de detecção tem a vantagem de utilizar um espectrômetro Raman portátil, o que aumenta a possibilidade de detecção no local.

Actualmente, continuam a surgir questões sobre a poluição ambiental e o risco humano relacionado com os deputados no país e no estrangeiro. Foi relatado que os MPs são facilmente liberados de nossos produtos de uso diário, como recipientes de bebidas e lanches. No entanto, até o momento, não existe um método para detectar pequenos MPs de tamanho micro ou nano, portanto há necessidade de desenvolver tecnologia para estabelecer um método de detecção padrão internacional.

Uma vez que isto poderá levar a futuras regulamentações sobre produtos plásticos e recipientes de alimentos e bebidas, é significativo que tenhamos desenvolvido tecnologia para superar preventivamente as regulamentações de importação e exportação devido a futuros problemas ambientais através do desenvolvimento de tecnologia de origem. Outra vantagem dessa tecnologia é que o público em geral pode utilizá-la facilmente quando necessário, já que o sensor é feito em kit.

Ho Sang Jung, pesquisador sênior do KIMS que desenvolveu esta tecnologia, disse:"Se esta tecnologia for comercializada, a tecnologia para detectar MPs universalmente será disseminada mais fácil e rapidamente" e "Com base nisso, o KIMS continuará a poupar não esforço no desenvolvimento de tecnologias materiais para a segurança das pessoas e das gerações futuras", acrescentou.

A equipe de pesquisa planeja colaborar com o KOTITI Testing &Research Institute para padronizar a tecnologia de detecção de MPs no futuro. Enquanto isso, a equipe de pesquisa está atualmente conduzindo pesquisas de acompanhamento para detectar MPs por tamanho e avaliar sua toxicidade para o corpo humano.

Mais informações: Jun Young Kim et al, Estrutura de Nanopocket de Ouro Plasmônico 3D para Detecção de Microplásticos Baseada em Aprendizado de Máquina SERS, Materiais Funcionais Avançados (2023). DOI:10.1002/adfm.202307584
Informações do diário: Materiais Funcionais Avançados

Fornecido pelo Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia