Con un risultato rivoluzionario, un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Ho Sang Jung del Dipartimento di Nano-Bio Convergenza presso il Korea Institute of Materials Science (KIMS), in collaborazione con il KOTITI Testing & Research Institute, ha sviluppato una tecnologia rivoluzionaria in grado di di rilevamento rapido e altamente sensibile delle microplastiche (MP).
Queste minuscole particelle di plastica comportano rischi significativi per la salute umana e per l’ambiente a causa della loro diffusa presenza nella catena alimentare e nell’ambiente. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati sulla prestigiosa rivista Advanced Functional Materials.
La tecnologia basata su kit rivoluziona il rilevamento delle microplastiche
L'innovativa tecnologia di rilevamento delle microplastiche sviluppata dal gruppo di ricerca è sotto forma di kit, che la rende adatta per applicazioni in loco. A differenza dei metodi esistenti che richiedono un pretrattamento complesso e apparecchiature ad alte prestazioni, questa tecnologia di tipo kit semplifica il processo. In soli 20 minuti, la tecnologia è in grado di identificare il tipo, il numero e la distribuzione delle microplastiche senza alcun pretrattamento.
La chiave di questa svolta risiede in un materiale plasmonico progettato come una nanotasca, in grado di catturare le microplastiche sulla superficie di un filtro di carta con pori su microscala. Questa nanotasca amplifica il segnale ottico delle microplastiche catturate, consentendo un rilevamento altamente sensibile. Quando una soluzione campione contenente microplastiche viene iniettata attraverso una siringa, il segnale spettrale Raman delle microplastiche viene amplificato sul materiale plasmonico di tipo nanopocket, consentendo un rilevamento preciso su scala sia micro che nanometrica.
L'intelligenza artificiale migliora la precisione del rilevamento
Per migliorare ulteriormente la precisione del rilevamento delle microplastiche, il team di ricerca ha incorporato l’intelligenza artificiale (AI) nel sistema. Il sistema di intelligenza artificiale è stato addestrato sugli esclusivi segnali della spettroscopia Raman delle microplastiche, consentendogli di distinguere i segnali delle microplastiche da potenziali interferenze nel campione. Questo progresso consente l’identificazione accurata delle microplastiche in ambienti complessi o campioni umani, compresa la determinazione della loro concentrazione, distribuzione e tipo.
Una delle caratteristiche distintive di questa tecnologia è l'uso di uno spettrometro Raman portatile per il rilevamento. Questo dispositivo portatile aumenta significativamente la fattibilità del rilevamento in loco, eliminando la necessità di ampie apparecchiature di laboratorio e di ricercatori altamente qualificati. La combinazione della tecnologia basata su kit e dello spettrometro portatile fornisce una soluzione pratica per identificare le microplastiche in scenari reali.
L’inquinamento da microplastica è diventato una preoccupazione urgente a livello globale, con segnalazioni di queste minuscole particelle di plastica rilasciate da prodotti di uso quotidiano come contenitori per bevande e sacchetti per snack. Tuttavia, fino ad ora, non esisteva alcun metodo per rilevare le microplastiche di dimensioni micro o nano, sottolineando l’urgente necessità di metodi di rilevamento affidabili.
Lo sviluppo di questa tecnologia all’avanguardia è significativo, poiché non solo affronta le attuali preoccupazioni ambientali e sanitarie, ma ha anche il potenziale per aprire la strada a future normative sui prodotti in plastica e sui contenitori per alimenti e bevande. Rilevare e quantificare con precisione le microplastiche è un passo fondamentale verso la mitigazione dei loro effetti dannosi sia sull’ambiente che sulla salute umana.
Implicazioni promettenti per un’adozione più ampia
Il dottor Ho Sang Jung, il ricercatore senior del KIMS che ha guidato questo sviluppo rivoluzionario, ha espresso ottimismo riguardo al potenziale impatto della tecnologia. Ha affermato: “Se questa tecnologia verrà commercializzata, la tecnologia per rilevare le microplastiche a livello universale sarà diffusa più facilmente e rapidamente”. Il Dr. Jung ha sottolineato l'impegno di KIMS nello sviluppo di tecnologie dei materiali per la sicurezza delle generazioni attuali e future.
Il gruppo di ricerca prevede di collaborare con il KOTITI Testing & Research Institute per standardizzare la tecnologia di rilevamento delle microplastiche. Questa collaborazione rappresenta un passo cruciale per garantire l'affidabilità e la coerenza dei risultati della tecnologia, essenziali per un'adozione diffusa e l'accettazione normativa.
Inoltre, il gruppo di ricerca è attivamente impegnato nella ricerca in corso per rilevare le microplastiche in base alle dimensioni e valutarne la tossicità per il corpo umano. Questa ulteriore ricerca fornirà una comprensione più approfondita dei rischi associati alle microplastiche e contribuirà a strategie di mitigazione più complete.