物理科技生物学-PHYICA

由人类凤门嫡女全文免费读毛发衍生的碳点制成的可持续水质传感器

化学 2022-01-27 00:02:17

格里菲斯大学 信用:CC0公共领域 格里菲斯大学的研究人员利用人类的毛发废料开发了可持续的有机高科技设备,用于污染物的水质检测

李芹教授和来自工程与建筑环境学院和昆士兰科技大学的一组研究人员用人类毛发废料合成了汽车粘合点,这种粘合点可以检测水中微量的氯仿,氯仿是水消毒的主要副产品

发表在《可持续材料与技术》杂志上,研究人员通过在缺氧环境中以180℃的温度加热头发,在可持续的无化学物质过程中制造了高荧光碳点硫化镉

碳点是小的碳纳米颗粒(尺寸小于10纳米),表面有不同的官能团,当暴露于一系列化学和生物化学污染物时能够发出荧光

当碳点上的表面官能团与特定的化学物质相互作用时,荧光强度会发生变化,这使得它们非常适合于化学传感器应用

李教授说,碳点所针对的污染物可能和制造它们的头发一样独特

“这听起来可能很奇怪,但是头发是一种非常有价值的废品,”李教授说

“它富含蛋白质,富含碳和氮,是转化为碳点等有用物质的绝佳前驱物

因为头发富含氮,当我们改变热处理条件时,我们会在它们的表面产生带有不同含氮官能团的碳点,这些含氮官能团结合特定的污染物

" 值得注意的是,研究人员还发现,不同颜色的头发会产生碳点,这些碳点会优先对不同的污染物做出反应

前格里菲斯大学研究员Dr

Ehsan Eftekhari

这些深色头发衍生的碳点,表面有氮基传感天线,非常敏感,它们可以检测到每十亿个水分子中只有三个分子存在的氯仿

“氯化消毒是水处理中广泛采用的一种消毒方法,用于降低病原体风险和水传播疾病,但它也会产生与更高癌症发病率相关的副产品,”澳大利亚水质咨询委员会主席弗雷德·勒许教授说

“因此,开发传感器来实时监测治疗中使用的氯量和副产物浓度对公众健康至关重要

" 碳点传感器甚至可以区分非常相似的化学污染物

“在这项研究中,我们发现碳点表面的氮基传感天线对氯仿敏感,但对化学性质相似的污染物溴代物不敏感,因为它们的电子结构存在细微差异,”李教授说

“生物材料可以教会我们设计功能性产品,比如基于碳点的纳米传感器,这让我一直感到惊讶

使用生物废料为水质传感器制造碳点,而不使用任何有害溶剂,使其成为一项真正遵循绿色化学原则的可持续技术

"

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