سنسور زیستی خودتوان آلودگی آب را تشخیص می دهد

سنسور زیستی خودتوان آلودگی آب را تشخیص می دهد

به گزارش ایت بال، محققان دانشگاه ریتسومیکان ژاپن، به تازگی 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 ایت بال به نقل از مهر، تخلیه پساب های آلی و مواد زائد زیست تخریب پذیر به آب های شیرین یک نگرانی زیست محیطی مهم می باشد که بر سلامت و پایداری اکوسیستم آبی تاثیر می گذارد. با این وجود، روش های موجود هم اکنون برای بازرسی کیفیت آب پیچیده و پرهزینه هستند.
در این راستا، محققان دانشگاه ریتسومیکان ژاپن، به تازگی 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 در ارتباط با 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 بر مبنای پیل سوختی میکروبی (MFC) برای تشخیص زودهنگام فاضلاب آلی ایجاد کردیم. این جعبه MFC بوسیله ی یک چاپگر سه بعدی ساخته شده و الکترودها از مواد کم هزینه مبتنی بر کربن ساخته 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 ساخته شده توسط MFC متناسب با غلظت زباله های آلی است که توسط میکروارگانیسم های الکتروژنی مصرف می شود. بنابراین، این خصوصیت برای طراحی سنسورهای زیستی پسماند آلی که توسط MFCها تغذیه می شوند، استفاده می شود.
این تیم تحقیقات ژاپنی با استفاده از مواد ارزانقیمت 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 بعنوان معیاری برای اندازه گیری زباله های آلی موجود در آب آلوده استفاده شد.
اگرچه محققان جوامع باکتریایی موجود در نمونه خاک را مشخص نکردند، اما به صورت منطقی فرض کردند که میکروارگانیسم هایی از جنس های Geobacter، Shewanella و Pseudomonas در فعالیت الکتریکی نقش دارند. مطالعات قبلی نشان داده است که خاک های شالیزاری به صورت 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 ساخته شده توسط باکتری های الکتروژن بوده و سطح آلودگی آلی در نمونه های آب مورد بررسی را به صورت بصری نشان می داد. زمانیکه آلودگی از سطح آستانه ۶۰ میلی گرم در لیتر فراتر برود، لامپ آغاز به چشمک زدن می کند.


منبع:

1402/08/28
00:01:27
5.0 / 5
253
تگهای خبر: تغذیه , تیم , سلامت , سیستم
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۸ بعلاوه ۳
بیلیارد