英科學(xué)家用3D打印開發(fā)水質(zhì)生物檢測(cè)裝置

       日前，英國(guó)科學(xué)家使用3D打印技術(shù)開發(fā)出一種小巧而靈敏的傳感器可以幫助發(fā)展中國(guó)家的人們很方便地檢測(cè)飲用水的安全性。 Bath大學(xué)的化學(xué)工程系和西英格蘭大學(xué) Bristol 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的研究人員們共同開發(fā)了這個(gè)裝置，它可以很安全地24小時(shí)隨時(shí)檢測(cè)江湖的水質(zhì)。

       該裝置的設(shè)計(jì)和制造都是使用3D打印技術(shù)，它實(shí)質(zhì)上是一種充滿了一種特殊細(xì)菌的燃料電池。據(jù)了解，這種細(xì)菌在燃料電池內(nèi)生活、進(jìn)食和繁殖。當(dāng)他們進(jìn)食和生長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生微小的可衡量的電荷。當(dāng)傳感器里的細(xì)菌接觸到被污染的水時(shí)，電流會(huì)明顯減小。這一變化足以提醒別人，這種水是不能安全飲用的。
        在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行的試驗(yàn)中，這種傳感器可以用來(lái)檢測(cè)污染物如鎘。鎘是電子行業(yè)的有毒副產(chǎn)品。它會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響并可能導(dǎo)致癌癥。Bath大學(xué)化學(xué)工程講師Mirella Di Lorenzo博士說(shuō)，該傳感器是一種簡(jiǎn)單有效的預(yù)警系統(tǒng)。“由于本系統(tǒng)采用活的細(xì)菌，它的作用原理有點(diǎn)像把金絲雀帶進(jìn)礦井，通過(guò)生物體的反應(yīng)顯示化學(xué)物質(zhì)。”他說(shuō).
       Di Lorenzo博士還指出，該裝置的好處是，結(jié)果立竿見(jiàn)影�！斑@意味著我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視水中污染物的水平，而無(wú)需采集多個(gè)樣本帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。”
       當(dāng)前，世界上大部分的研究人員都是通過(guò)水中魚或浮游生物的反應(yīng)來(lái)分析水污染的影響；或者使用一種非常靈敏的技術(shù)——質(zhì)譜法（mass spectrometry ）來(lái)測(cè)定水中的污染，這種技術(shù)需要特殊的設(shè)備，可以說(shuō)非常昂貴，并且需要一個(gè)專門的人員進(jìn)行維護(hù)和操作。這兩種測(cè)量水質(zhì)污染的方法都是昂貴而復(fù)雜的。
       而得益于Bath大學(xué)和西英格蘭大學(xué)在3D打印技術(shù)方面的突破，英國(guó)科學(xué)家們開發(fā)的這種新裝置便宜而且準(zhǔn)確，這對(duì)發(fā)展中國(guó)家的水資源環(huán)境保護(hù)而言將是很大的幫助。
       該研究小組的研究結(jié)果發(fā)表在近日的《 Biosensors and Bioelectric》雜志上，題為《一個(gè)在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)的小尺寸的空氣陰極微生物燃料電池（A small-scale air-cathode microbial fuel cell for on-line monitoring of water quality）》。