جهاز بيركلي النانوي يعزز رصد التلوث وحماية الصحة العامة
أعلن علماء عن تطوير مستشعر نانوي قادر على كشف الملوثات الدقيقة في الهواء والماء خلال دقائق، مما يعزز الرصد البيئي وحماية الصحة العامة.
- ما مميزات المستشعر النانوي الجديد؟
- كيف يؤثر على جودة الهواء والماء وصحة العامة؟
- ما التطبيقات المستقبلية وخطط الاختبار؟
ما مميزات المستشعر النانوي الجديد لمستشعر نانوي؟
طوّر باحثون في جامعة كاليفورنيا بيركلي مستشعرًا نانويًا يعتمد على مواد حساسة لاكتشاف ملوثات دقيقة مثل المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية العضوية في الهواء والماء. الجهاز يقدم نتائج خلال دقائق ويمكنه قياس التلوث بمستويات تصل إلى أجزاء في المليار، وفق الدراسة المنشورة في مجلة Nature Nanotechnology. يعمل المستشعر عبر طبقة نانوية تغير لونها أو مقاومتها الكهربائية عند تعرضها للملوثات، ويستخدم تقنية الطيف الضوئي لتحليل هذه التغييرات بدقة عالية. صرح البروفيسور جون سميث، قائد الفريق البحثي، أن التقنية تتفوق على الأجهزة التقليدية من حيث السرعة والحساسية، خصوصًا في اكتشاف الجسيمات الدقيقة ذات القطر 2.5 ميكرون والرصاص والزرنيخ. أُجريت اختبارات للمستشعر في مختبرات بيركلي ومواقع ميدانية قرب مصانع كيميائية، حيث أظهرت النتائج فعالية بدقة بلغت 99%.
كيف يساعد المستشعر في كشف ملوثات الهواء وتلوث المياه وصحة عامة؟
يُعد الاختراع خطوة مهمة في مجال الرصد البيئي لأنه يتيح اكتشاف ملوثات الهواء والماء بسرعة، ويأتي ذلك في وقت يُسجل فيه تأثير التلوث على الصحة العامة عالميًا. أشار التقرير إلى أن تلوث الهواء يتسبب سنويًا في وفاة سبعة ملايين شخص حول العالم، وهو رقم ذكرته جهات صحية مرجعية في سياق الدراسة. يمكن نشر المستشعر في مدن كبرى مثل لوس أنجلوس وبكين لمراقبة جودة الهواء يوميًا، مما يمكّن السلطات من اتخاذ إجراءات فورية عند تسجيل ارتفاع الملوثات. كما يُستخدم الجهاز لفحص المياه الجوفية في المناطق الزراعية للكشف عن مبيدات الآفات قبل وصولها إلى سلاسل الغذاء. وفي المقابل، أشارت الدراسة إلى إمكانية دمج المستشعر مع تطبيقات الهواتف الذكية لتشكيل شبكات رصد جماعية تعزز وعي المجتمع ومشاركته في حماية البيئة.
ما هي التطبيقات المستقبلية وخطة الاختبارات لتقنية بيئية ورصد بيئي سريع؟
تأتي هذه التقنية في سياق تحديات بيئية متزايدة، وسط تسجيل منظمة الأمم المتحدة لارتفاع في مستويات التلوث بنسبة 15% خلال العقد الماضي. سبق لجامعة كاليفورنيا أن طوّرت أجهزة مشابهة لكشف الفيروسات، ويتم النظر في توسيع استخدام هذه المنصة ليشمل مجالات الصحة العامة الأخرى. يُخطط الباحثون لإجراء اختبارات ميدانية في أوروبا وآسيا خلال عام 2027 للتحقق من أداء المستشعر في ظروف مناخية متنوعة. ترى التقارير أن دقة المستشعر قد تجعله أداة أساسية في مراقبة الانبعاثات الصناعية وتنفيذ اتفاقية باريس للمناخ، كما دعا خبراء بيئيون إلى دعم حكومي لبدء إنتاج جماعي له. من ناحية اقتصادية، تُشير الدراسة إلى أن اعتماد المستشعر قد يقلل تكاليف التحاليل البيئية بنحو 80%، مما يسهل وصول التكنولوجيا إلى الدول النامية، كما أكد فريق البحث التزامه بترخيص التقنية مجانًا للمنظمات غير الحكومية أثناء تطوير نسخة تجارية.
أبرز النقاط
- طور باحثون في جامعة كاليفورنيا بيركلي مستشعرًا نانويًا يكشف ملوثات الهواء والماء خلال دقائق.
- الدراسة المنشورة في Nature Nanotechnology تشير إلى حساسية وسرعة تتفوق على الأجهزة التقليدية، وأكد قائد الفريق البروفيسور جون سميث فعالية الجهاز بدقة 99% في الاختبارات المختبرية والميدانية.
الأسئلة الشائعة
ما الجزيئات التي يكشفها المستشعر؟
المستشعر كشف المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية العضوية، ويمكنه رصد الجسيمات الدقيقة ذات القطر 2.5 ميكرون والرصاص والزرنيخ، وفق الدراسة المنشورة في Nature Nanotechnology.
هل يمكن استخدامه ميدانيًا دون معدات مختبرية؟
نعم؛ طوّر المستشعر ليعمل على عينات معقدة دون الحاجة إلى معدات معملية باهظة الثمن، ما يجعله مناسبًا للاستخدام الميداني في المناطق الملوثة، بحسب نتائج الاختبارات في مختبرات ومواقع قريبة من مصانع كيميائية.
ما جدول الاختبارات المستقبلية؟
يُخطط الباحثون لإجراء اختبارات ميدانية في أوروبا وآسيا خلال 2027 للتحقق من أداء المستشعر في ظروف مناخية متنوعة.
روابط المصادر المستخدمة داخل التقرير: تم الاستناد إلى تقرير عن التقنية النانوية المتقدمة من Infobae والدراسة العلمية المنشورة في Nature Nanotechnology.
