В Челябинске создали новый особо чувствительный индикатор выявления в воде крайне опасного вещества — ионов ртути. С помощью специального электрода можно обнаружить жидкий металл всего за две минуты.
Как пояснили авторы, уникальность разработки состоит в модификации электрода. В его состав вошел так называемый высокоэнтропийный оксид с редкоземельным металлом — празеодимом. Теперь он может находить ртуть в воде, даже если его концентрация очень мала и намного ниже предельно допустимой.
«Мы модифицировали обычный стеклоуглеродный электрод специальным нанопорошком, — говорит научный сотрудник лаборатории экологических проблем постиндустриальной агломерации ЮУрГУ Роман Морозов. — Такой проводник похож на пористую губку, и площадь его поверхности выросла втрое».
По словам ученого, в оксид также добавили редкозем празеодим. Он как бы создает в кристаллической решетке некие полости, в которых не хватает атомов кислорода. Они-то и втягивают, как губка, ионы ртути. В этом «капкане» ион быстрее вступает в реакцию и восстанавливается до металлической ртути, что сразу засекает умный прибор.
Медики отмечают: загрязнение воды ртутью — одна из серьезных экопроблем во всем мире. Жидкий металл накапливается в организме и вызывает тяжелые заболевания, а выявить его очень непросто. Наноиндикатор челябинских химиков, как показали эксперименты, распознает ртуть даже в мизерных количествах. Причем этому не могут помешать присутствующие в воде ионы других металлов (свинца, меди, железа) и органических веществ. Сенсор всегда определяет именно опасную ртуть.
Это подтвердили и микродобавки ртути в водопроводную воду, почву и даже в чай и кофе. Прибор продемонстрировал высочайшую точность — до 95%.
При этом есть и другие весомые плюсы — скорость и доступность анализа. Вместо дорогостоящего громоздкого оборудования достаточно применять компактный и куда более дешевый прибор. Теперь ученые проводят эксперименты по выявлению ртути с помощью портативного датчика, который может работать вместе с обычным ноутбуком или смартфоном. Расход редкоземельного металла мизерный, и это делает метод экономичным.
По мнению экспертов, портативный прибор может очень пригодиться экологам. Он сэкономит время и средства на исследование загрязненной воды, быстро выявит содержание ртути даже в полевых условиях. В медицинской диагностике можно адаптировать технологию и под другие биомаркеры, создавать сенсоры для анализа мочи или пота, а главное — метод может использоваться для контроля сточных вод промпредприятий.