En un logro innovador, un equipo de investigación dirigido por el Dr. Ho Sang Jung del Departamento de Nano-Bio Convergencia del Instituto Coreano de Ciencia de Materiales (KIMS), en colaboración con el Instituto de Investigación y Pruebas KOTITI, ha desarrollado una tecnología revolucionaria capaz de detectar microplásticos (MP) de forma rápida y altamente sensible.
Estas diminutas partículas de plástico plantean riesgos importantes para la salud humana y el medio ambiente debido a su presencia generalizada en la cadena alimentaria y el medio ambiente. Los resultados de la investigación se publicaron recientemente en la prestigiosa revista Advanced Functional Materials.
La tecnología basada en kits revoluciona la detección de microplásticos
La innovadora tecnología de detección de microplásticos desarrollada por el equipo de investigación se presenta en forma de kit, lo que la hace adecuada para aplicaciones in situ. A diferencia de los métodos existentes que requieren un pretratamiento complejo y equipos de alto rendimiento, esta tecnología tipo kit simplifica el proceso. En solo 20 minutos, la tecnología puede identificar el tipo, número y distribución de microplásticos sin ningún tratamiento previo.
La clave de este avance reside en un material plasmónico diseñado como una nanobolsa, capaz de capturar microplásticos en la superficie de un filtro de papel con poros a microescala. Este nanobolsillo amplifica la señal óptica de los microplásticos capturados, lo que permite una detección altamente sensible. Cuando se inyecta una solución de muestra que contiene microplásticos a través de una jeringa, la señal espectral Raman de los microplásticos se magnifica en el material plasmónico de tipo nanobolsillo, lo que permite una detección precisa a escala micro y nanométrica.
La IA mejora la precisión de la detección
Para mejorar aún más la precisión de la detección de microplásticos, el equipo de investigación incorporó inteligencia artificial (IA) al sistema. El sistema de IA se entrenó con las señales únicas de espectroscopía Raman de los microplásticos, lo que le permitió distinguir las señales de los microplásticos de posibles interferencias en la muestra. Este avance permite la identificación precisa de microplásticos en entornos complejos o muestras humanas, incluida la determinación de su concentración, distribución y tipo.
Una de las características distintivas de esta tecnología es el uso de un espectrómetro Raman portátil para la detección. Este dispositivo portátil aumenta significativamente la viabilidad de la detección in situ, eliminando la necesidad de equipos de laboratorio extensos e investigadores altamente capacitados. La combinación de la tecnología basada en kit y el espectrómetro portátil proporciona una solución práctica para identificar microplásticos en escenarios del mundo real.
La contaminación por microplásticos se ha convertido en una preocupación apremiante a nivel mundial, con informes de que estas minúsculas partículas de plástico se liberan de productos cotidianos como envases de bebidas y bolsas de refrigerios. Sin embargo, hasta ahora, no ha existido ningún método para detectar microplásticos en tamaño micro o nano, lo que subraya la urgente necesidad de métodos de detección confiables.
El desarrollo de esta tecnología de vanguardia es importante, ya que no solo aborda las preocupaciones ambientales y de salud actuales, sino que también tiene el potencial de allanar el camino para futuras regulaciones sobre productos plásticos y envases de alimentos y bebidas. Detectar y cuantificar microplásticos con precisión es un paso fundamental para mitigar sus efectos nocivos tanto para el medio ambiente como para la salud humana.
Implicaciones prometedoras para una adopción más amplia
El Dr. Ho Sang Jung, investigador principal de KIMS que encabezó este desarrollo innovador, expresó optimismo sobre el impacto potencial de la tecnología. Afirmó: "Si se comercializa esta tecnología, la tecnología para detectar microplásticos de forma universal se difundirá más fácil y rápidamente". El Dr. Jung enfatizó el compromiso de KIMS con el desarrollo de tecnologías de materiales para la seguridad de las generaciones actuales y futuras.
El equipo de investigación planea colaborar con el Instituto de Investigación y Pruebas KOTITI para estandarizar la tecnología de detección de microplásticos. Esta colaboración es un paso crucial para garantizar la confiabilidad y coherencia de los resultados de la tecnología, esencial para una adopción generalizada y la aceptación regulatoria.
Además, el equipo de investigación participa activamente en investigaciones en curso para detectar microplásticos por tamaño y evaluar su toxicidad para el cuerpo humano. Esta investigación adicional proporcionará una comprensión más profunda de los riesgos asociados con los microplásticos y contribuirá a estrategias de mitigación más integrales.