سنسور زیستی خودتوان آلودگی آب را تشخیص می دهد

سنسور زیستی خودتوان آلودگی آب را تشخیص می دهد

آتی جو: پژوهشگران دانشگاه ریتسومیکان ژاپن، بتازگی یک سنسور زیستی خودتوان (Self-Power)، ارزان و شناور برای نظارت بر کیفیت آب در ورودی دریاچه ها و رودخانه های آب شیرین ساخته اند.



به گزارش آتی جو به نقل از مهر، تخلیه پساب های آلی و مواد زائد زیست تخریب پذیر به آب های شیرین یک نگرانی زیست محیطی مهمست که بر سلامت و پایداری اکوسیستم آبی تأثیر می گذارد. با این وجود، روش های موجود هم اکنون برای بازرسی کیفیت آب پیچیده و پرهزینه هستند.
در این راستا، پژوهشگران دانشگاه ریتسومیکان ژاپن، بتازگی یک سنسور زیستی خودتوان (Self-Power)، ارزان و شناور برای نظارت بر کیفیت آب در ورودی دریاچه ها و رودخانه های آب شیرین ساخته اند. نتایج مربوط به این ابزار پایش خود توان در نشریه Biochemical Engineering Journal به چاپ رسیده است.
پروفسور کوزو تاگوچی از دانشکده علوم و مهندسی، دپارتمان مهندسی برق و الکترونیک دانشگاه ریتسومیکان که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، می گوید: «ما یک سنسور زیستی شناور مستقل برمبنای پیل سوختی میکروبی (MFC) برای تشخیص سریع فاضلاب آلی ایجاد کردیم. این جعبه MFC ازطریق یک چاپگر سه بعدی تولید شده و الکترودها از مواد کم هزینه مبتنی بر کربن تولید شده است.
MFCها با کمک باکتری های الکتروژنی الکتریسیته تولید می کنند. این میکروارگانیسم ها در نتیجه متابولیسم بیولوژیکی خود جریان الکتریکی تولید می کنند. مقدار الکتریسیته تولید شده توسط MFC متناسب با غلظت زباله های آلی است که توسط میکروارگانیسم های الکتروژنی مصرف می شود. بنابراین، این خاصیت برای طراحی سنسورهای زیستی پسماند آلی که توسط MFCها تغذیه می شوند، استفاده می شود.
این تیم تحقیقات ژاپنی با بهره گیری از مواد ارزان مبتنی بر کربن، یک سنسور زیستی خودکار مبتنی بر MFC شناور (FMFC) را برای ردیابی مداوم سطح آلودگی آلی در دریاچه ها و رودخانه ها توسعه دادند. برای این منظور، این تیم آند (الکترودی که در آن اکسیداسیون اتفاق می افتد و الکترون ها خارج می شوند) FMFC را با خاک حاوی باکتری های الکتروژنی پر کردند.
باکتری های آندی متعاقباً مواد آلی موجود در آب را تجزیه کردند و انرژی شیمیایی ذخیره شده را به الکتریسیته تبدیل کردند. سپس خروجی الکتریکی به عنوان معیاری برای اندازه گیری زباله های آلی موجود در آب آلوده استفاده شد.
اگرچه پژوهشگران جوامع باکتریایی موجود در نمونه خاک را مشخص نکردند، اما بطور منطقی فرض کردند که میکروارگانیسم هایی از جنس های Geobacter، Shewanella و Pseudomonas در فعالیت الکتریکی نقش دارند. مطالعات قبلی نشان میدهد که خاک های شالیزاری بطور طبیعی حاوی باکتری های الکتروژنی متعلق به این جنس ها هستند.
سپس، آنها یک دیود ساطع کننده نور (LED) را به مجموعه سنسور زیستی شناور اضافه کردند. این LED قادر به مهار الکتریسیته تولید شده توسط باکتری های الکتروژن بوده و سطح آلودگی آلی در نمونه های آب مورد بررسی را بصورت بصری نشان می داد. زمانی که آلودگی از سطح آستانه ۶۰ میلی گرم در لیتر فراتر برود، لامپ آغاز به چشمک زدن می کند.

1402/08/28
00:01:35
5.0 / 5
268
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۹ بعلاوه ۱
آتی جو