با این دستگاه می‌فهمیم چقدر میکروپلاستیک می‌خوریم

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو و میکرو، این دستگاه که با یک اپلیکیشن جفت شده است، از برچسب‌های فلورسنت برای تشخیص ذرات پلاستیکی از ۵۰ نانومتر تا ۱۰ میکرون استفاده می‌کند، ابعادی که برای تشخیص با چشم غیرمسلح بسیار کوچک است. این دستگاه نتایج را در چند دقیقه ارائه می‌دهد. یافته‌های این گروه تحقیقاتی در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS به چاپ رسیده است.

تیانکسی یانگ از محققان این پروژه می‌گوید: تجزیه قطعات پلاستیکی بزرگ‌تر به میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها تهدیدهای مهمی برای سیستم‌های غذایی، اکوسیستم‌ها و سلامت انسان است. این روش جدید امکان تشخیص سریع و ارزان این پلاستیک‌ها را فراهم می‌کند که می‌تواند به محافظت از سلامت و اکوسیستم ما کمک کند.

نانو و میکروپلاستیک‌ها محصولات جانبی مواد پلاستیکی تخریب‌شونده مانند ظرف غذا، فنجان و ظروف یک‌بار مصرف هستند. نانوپلاستیک‌ها به‌عنوان ذرات بسیار کوچک با مساحت سطحی بزرگ، به‌دلیل افزایش توانایی‌شان در جذب سموم و نفوذ به موانع بیولوژیکی در بدن انسان، به‌ویژه برای سلامت انسان نگران‌کننده هستند.

تشخیص این پلاستیک‌ها معمولاً به پرسنل ماهر و تجهیزات گران‌قیمت نیاز دارد. تیم دکتر یانگ می‌خواستند تشخیص را سریع‌تر، در دسترس‌تر و قابل اعتمادتر کنند.

آن‌ها یک جعبه کوچک، زیست‌تخریب‌پذیر با چاپ سه‌بُعدی حاوی یک میکروسکوپ دیجیتال بی‌سیم، با نور LED سبز و یک فیلتر ایجاد کردند. برای اندازه‌گیری پلاستیک، نرم‌افزار MATLAB را با الگوریتم‌های یادگیری ماشینی سفارشی کردند و آن را با نرم‌افزار ضبط تصویر ترکیب کردند.

نتیجه یک ابزار قابل حمل است که با گوشی هوشمند یا دستگاه تلفن همراه کار می‌کند تا تعداد ذرات پلاستیک را در یک نمونه نشان دهد. این ابزار فقط به یک نمونه مایع کوچک، کمتر از یک قطره آب، نیاز دارد و باعث می‌شود ذرات پلاستیکی زیر نور LED سبز در میکروسکوپ بدرخشند تا آن‌ها را شناسایی و اندازه‌گیری کند. نتایج به راحتی قابل دریافت است و هر کسی خواه تکنسین در آزمایشگاه فرآوری مواد غذایی یا فقط کسی که کنجکاو در مورد فنجان قهوه صبحگاهی خود است، می‌تواند این نتایج را بفهمد.

برای این مطالعه، تیم دکتر یانگ فنجان‌های پلی استایرن یک‌بار مصرف را آزمایش کردند. آن‌ها فنجان‌ها را با ۵۰ میلی‌لیتر آب مقطر و جوش پر کردند و اجازه دادند ۳۰ دقیقه خنک شود. نتایج نشان داد که این فنجان‌ها صدها میلیون ذره پلاستیکی در ابعاد نانو را آزاد کردند که تقریباً یک صدم قطر موی انسان و کوچکتر بود.

اکنون این ابزار برای اندازه‌گیری پلی استایرن کالیبره شده است اما الگوریتم یادگیری ماشینی را می‌توان برای اندازه‌گیری انواع مختلف پلاستیک مانند پلی‌اتیلن یا پلی پروپیلن تغییر داد. در مرحله بعد، محققان قصد دارند این دستگاه را برای تجزیه و تحلیل ذرات پلاستیکی برای سایر کاربردهای دنیای واقعی تجاری کنند.