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Jun 01, 2023

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Andrew Corselli 중금속(예: 납, 카드뮴)은 배터리, 식품 및 기타 일상용품에 존재하지만 인간에게 풍부하면 잠재적으로 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만,

앤드류 코셀리

중금속(예: 납, 카드뮴)은 배터리, 식품 및 기타 일상용품에 존재하지만 인간에게 풍부하면 잠재적으로 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 그러나 체액에서 이를 검출하려면 고가의 장비와 적절한 환경이 필요합니다. 이제 브라질 상파울루 대학(USP) 팀이 체액 내 중금속을 감지하기 위해 간단한 재료로 만들어진 쉽게 샘플링할 수 있는 휴대용 센서를 개발했습니다.

상카를로스 물리학 연구소(IFSC) 및 화학 연구소(IQSC), 독일 뮌헨 대학, 스웨덴 찰머스 공과 대학의 팀이 참여한 이 연구는 Chemosensors에 게재되었습니다.

논문의 마지막 저자이자 IFSC-USP 연구원인 Paulo Augusto Raymundo Pereira는 “우리는 중금속 노출을 측정하여 개인의 건강에 대한 중요한 정보를 얻습니다.”라고 말했습니다. “높은 수준의 카드뮴은 기도, 간, 신장에 치명적인 문제를 일으킬 수 있습니다. 납 중독은 중추신경계를 손상시키고 과민성, 인지 장애, 피로, 불임, 성인의 고혈압, 어린이의 성장 및 발달 지연을 유발합니다.

"세상에는 위험 화합물의 현장 감지, 지속적인 모니터링 및 분산 분석을 위해 우리 장치처럼 쉽고 저렴하며 빠르게 대량 생산할 수 있는 유연한 센서가 필요합니다."

장치의 베이스는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이며, 그 위에는 센서가 인쇄된 전도성 유연한 구리 접착 테이프와 네일 바니시 또는 스프레이의 보호층이 있다고 공동 저자인 찰머스 대학의 Robson R. da Silva가 말했습니다. . 노출된 구리는 염화제이철 용액에 20분간 담근 뒤 증류수로 씻어내면 제거된다고 덧붙였다. “이 모든 것이 속도, 확장성, 저전력, 저비용을 보장합니다.”라고 그는 말했습니다.

이 장치는 전극 사이의 전위차와 전류 차이를 측정하여 각 금속의 농도를 결정하는 전위차계(potentiostat)에 연결됩니다. 결과는 응용 프로그램 소프트웨어를 통해 화면에 표시됩니다.

“예를 들어 지하수 우물은 규제를 받고 있으며 수질 분석을 위해 지속적인 모니터링이 필요합니다. 우리 센서는 그러한 경우에 매우 유용할 수 있습니다.”라고 뮌헨 대학의 제1저자 Anderson M. de Campos가 말했습니다.

공동 저자인 Marcelo L. Calegaro는 "발명이 완료될 때까지 땀에서 독성 금속을 감지하는 데 사용되는 유연한 구리 센서에 대한 보고는 발견하지 못했습니다. 하지만 선행 검색을 통해 유사한 결과가 나올 가능성이 있어 잠재적으로 특허 출원을 차단할 수 있습니다."라고 말했습니다. , IQSC-USP.

따라서 팀은 개선 및 추가 응용 프로그램을 개발 중입니다. 한 가지 잠재적인 해결 방법은 제지기를 절단하여 폐기물을 생성하는 부식 단계를 교체하는 것입니다. 또 다른 방법은 동일한 유형의 장치를 사용하여 물과 음식에서 살충제를 검출하는 것입니다.

다음은 Pereira와의 명확성과 길이를 위해 편집된 Tech Briefs 인터뷰입니다.

기술 요약:연구에 영감을 준 것은 무엇입니까?

페레이라 : 인간의 삶의 질을 향상시키기 위해 타액, 땀, 소변과 같은 비침습적 샘플에서 관련 바이오마커를 모니터링할 수 있는 간단하고 저렴한 센서를 구축합니다. 나의 꿈은 우리가 개발한 센서를 사람들이 사용하고 삶의 질을 향상시킬 수 있는 것을 보는 것입니다.

기술 요약:직면했던 가장 큰 기술적 과제는 무엇이었나요?

페레이라: 가장 큰 기술적 과제는 비스무트 나노덴드라이트를 얻는 것이었고, 이를 통해 상세한 최적화 단계를 수행한 후 주사전자현미경을 이용한 현미경 분석을 수행했습니다.

기술 요약:기술이 어떻게 작동하는지 간단한 용어로 설명할 수 있나요?

비침습적 당뇨병 모니터링 패치

웨어러블 센서용 미세바늘 추출액

페레이라 : 답은 두 단계로 나눌 수 있습니다. 1) 전도성 구리 접착 테이프를 작은 조각으로 자르고 유연한 PET 기판에 접착하는 센서의 제작 방법. 구리 표면은 종이 타월과 아세톤으로 청소되었습니다. 전기화학 장치의 디자인이 포함된 템플릿을 Silhouette Cameo 모델 3 절단기를 사용하여 접착 라벨 시트에서 절단하고 구리 접착 테이프에 붙였습니다. 매니큐어를 사용하여 전체 표면을 폴리머 층으로 덮었습니다. 마스크를 제거한 후 구리 접착 표면용 템플릿에 포함된 장치의 디자인을 전사했습니다. 노출된 구리는 저렴한 농축 염화제2철 용액에 장치를 20분 동안 담그고 물로 세척하는 부식 단계를 통해 제거되었습니다. 아세톤에 적신 종이 타월로 폴리머 층을 제거한 다음 유연한 구리 센서를 사용할 준비가 되었습니다.