Загрязнение воды ураном представляет собой серьезную проблему, поскольку ионы уранила, наиболее стабильная форма урана во многих водных средах, химически токсичны, радиоактивны и легко перемещаются в природной среде. Китайские ученые из Гуандунского университета разработали флуоресцентную сенсорную платформу, которая может обнаруживать эти ионы в очень низких концентрациях, вызывая изменение цвета, которое можно анализировать с помощью смартфона. Результаты исследования были опубликованы в журнале Sustainable Carbon Materials.
Сенсор EuZn-PMA состоит из двух металлов — европия и цинка, соединенных с органической кислотой. Каждый металл выполняет свою задачу: европий дает светящийся сигнал, а цинк укрепляет структуру и усиливает свечение. Органическая часть материала умеет «узнавать» ионы урана и цепляться за них.
В обычных условиях зонд светится красным, но стоит в воде появиться урану, как его ионы перехватывают энергию, которая раньше шла к европию, — и красное свечение гаснет, вместо него появляется зеленое. Чем больше урана, тем заметнее переход от красного к зеленому.
Ученые проверили чувствительность материала в лаборатории и в реальных образцах озерной и морской воды. Точность оказалась высокой: зонд находил уран в концентрациях от нескольких наномолей и давал результат с погрешностью всего в несколько процентов. Проверка на другие примеси показала, что зонд почти не сбивается с толку посторонними ионами.
Чтобы сенсор можно было использовать не только в лаборатории, но и прямо на месте — например, у реки или озера, — ученые придумали простой способ считывать результат с помощью смартфона. Они сфотографировали флуоресцентные образцы при УФ-возбуждении и проанализировали их значения красного, зеленого и синего цветов с помощью платформы на базе смартфона. Соотношение интенсивности зеленого и красного цветов показало сильную корреляцию с концентрацией уранила, что позволило использовать изменение цвета в качестве портативного количественного показателя.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России создали сверхчувствительный сенсор для диагностики.