Il nuovo metodo economico può rilevare basse concentrazioni di rifiuti farmaceutici e contaminanti nell'acqua

21 Marzo, 2024

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dalla Università Bar-Ilan

Scarti farmaceutici e contaminanti rappresentano una crescente preoccupazione globale, particolarmente nel contesto dell'acqua potabile e della sicurezza alimentare. Per fare fronte a questo problema critico, un nuovo studio condotto da ricercatori del Dipartimento di Chimica e dell'Istituto di Nanotecnologia e Materiali Avanzati dell'Università Bar-Ilan ha portato allo sviluppo di un rilevatore plasmonico di alta sensibilità, specificamente mirato al rilevamento di pericolosi residui di piperidina nell'acqua.

Il lavoro del team è pubblicato sulla rivista Environmental Science: Nano.

La piperidina, una piccola ma potente molecola utilizzata come mattoncino nelle industrie farmaceutica e degli additivi alimentari, presenta significativi rischi per la salute umana e animale a causa della sua natura tossica. È essenziale rilevare anche quantità minime di piperidina per garantire la sicurezza dell'acqua potabile e degli alimenti. Il substrato plasmonico sviluppato presso l'Università Bar-Ilan, costituito da cavità triangolari ricavate in un sottile strato d'argento e protette da un strato di biossido di silicio spesso 5 nanometri, offre una sensibilità senza pari alla piperidina, rilevando basse concentrazioni nell'acqua.

Mohamed Hamode, dottorando presso il Dipartimento di Chimica della Bar-Ilan, in collaborazione con il Dr. Elad Segal, ha sviluppato questo dispositivo delle dimensioni di una moneta utilizzando un microscopio a ioni focalizzati per praticare fori della grandezza di un nanometro su una superficie metallica. Programmato con un apposito software, Hamode è in grado di creare fori di varia forma.

Questi fori, più piccoli della lunghezza d'onda della luce visibile, potenziano il campo elettrico sulla superficie, concentrando la luce in aree molto piccole. Questa amplificazione permette di aumentare notevolmente fenomeni ottici, consentendo l'identificazione di una bassa concentrazione di molecole che in precedenza erano indetectable con sonde ottiche.

Grazie al suo campo elettromagnetico concentrato e potenziato, il substrato plasmonico rappresenta un'efficiente alternativa ad altri substrati attualmente utilizzati nella Spettroscopia Raman Potenziata in Superficie (SERS), aprendo la strada all'utilizzo di dispositivi Raman economici e portatili che permettono analisi più rapide ed economiche.

'Questo studio rappresenta un significativo progresso nel campo del monitoraggio ambientale,' ha detto il ricercatore senior Prof. Adi Salomon, del Dipartimento di Chimica e dell'Istituto di Nanotecnologia e Materiali Avanzati dell'Università Bar-Ilan. 'Utilizzando superfici metalliche nanostrutturate, abbiamo dimostrato la rilevazione di basse concentrazioni di piperidina nell'acqua utilizzando un'ottica economica, offrendo una soluzione promettente per configurazioni analitiche ambientali.'

I risultati dello studio sottolineano il potenziale dei rilevatori plasmonici nel rivoluzionare il monitoraggio ambientale, in particolare nel rilevamento di scarti farmaceutici e contaminanti. La prossima settimana, Mohamed Hamode presenterà l'innovazione in occasione di una conferenza internazionale sulla microscopia che si terrà in Italia.

Fornito da Università Bar-Ilan