Пластиковый мусор давно стал символом экологического кризиса XXI века. Мы видим его на берегах, в реках и в океане. Но есть ещё одна угроза, гораздо более коварная — нанопластик. Эти микроскопические частицы незаметны невооружённым глазом, но способны проникать через кожу и даже через гематоэнцефалический барьер, оказываясь внутри организма человека и животных.
Теперь у учёных появился инструмент, способный «показать» то, что раньше было невидимым. Исследователи из Университета Штутгарта (Германия) совместно с коллегами из Мельбурнского университета (Австралия) разработали уникальную тест-полоску — «оптическое сито», которая позволяет обнаруживать и анализировать нанопластик с помощью обычного оптического микроскопа. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Photonics.
Как работает «оптическое сито»
Тест-полоска напоминает классическое сито, только вместо металлической сетки в её основе — микроскопические отверстия (пустоты Ми), созданные в полупроводниковой подложке. Эти углубления взаимодействуют со светом особым образом, отражая его в ярких цветах. Если в отверстие попадает частица нанопластика, цвет резко меняется — так учёные получают наглядный сигнал о её присутствии.
Метод позволяет не только фиксировать факт наличия нанопластика, но и определять его количество и размер. При этом технология значительно проще и дешевле традиционных способов, таких как сканирующая электронная микроскопия.
«Наше оптическое сито работает как фильтр: частицы определённого диапазона размеров задерживаются в отверстиях, и по изменению цвета можно сразу оценить их характеристики», — поясняет Доминик Людешер, первый автор исследования.
Почему это важно
До сих пор изучение нанопластика тормозилось именно из-за трудностей его обнаружения. Учёные знали, что эти частицы образуются при разрушении крупных пластиковых отходов и могут накапливаться в живых организмах, но быстрых и доступных методов анализа не существовало.
«Теперь у нас есть инструмент, который позволит не только в лаборатории, но и в полевых условиях проводить такие исследования», — отмечает профессор Харальд Гиссен, руководитель 4-го Института физики Университета Штутгарта.
В будущем «оптическое сито» можно будет использовать для экспресс-оценки содержания нанопластика в воде, почве или даже биологических тканях. Это открывает новые перспективы для экологии, медицины и контроля загрязнения.
Взгляд вперёд
Сейчас исследователи работают над адаптацией технологии для анализа частиц разных видов пластика и форм, ведь в реальной среде они редко бывают идеально сферическими. Планируются и совместные проекты с лабораториями, которые занимаются сбором реальных образцов из рек, озёр и морей.
Таким образом, новое «оптическое сито» становится не только научным прорывом, но и потенциальным практическим инструментом в борьбе с невидимой пластиковой угрозой, которая уже проникла в наш мир глубже, чем мы могли себе представить.
По материалам: Universität Stuttgart
