新傳感器簡單操作就能檢測飲用水

美國麻省理工學院化學家設計了一種傳感器，可以檢測到水中低至萬億分之二百（200ppt）的全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）含量。該設備可為消費者提供一種測試飲用水的方法，并且在嚴重依賴PFAS化學品的行業(yè)中，包括半導體和消防設備的制造很有用。相關(guān)論文將于15日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。

PFAS也稱為“永久化學品”，在食品包裝、不粘炊具和許多其他消費品中均可發(fā)現(xiàn)。它們不會自然分解，會引發(fā)癌癥、生殖功能障礙以及免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)破壞等多種健康問題。

目前，消費者確定飲用水中是否含有PFAS的唯一方法是將水樣送到實驗室進行質(zhì)譜檢測。為創(chuàng)造一種更便宜、更快速的替代方法，研究團隊設計了一種基于側(cè)流技術(shù)的傳感器。新傳感器不是涂有抗體的測試條，而是嵌入了聚苯胺，當質(zhì)子添加到材料中時，它可在半導體和導體之間切換。

研究人員將這些聚合物沉積在一條硝化纖維素紙上，并涂上表面活性劑，這種活性劑可從紙條上的一滴水中提取出PFAS等碳氟化合物。此時，PFAS中的質(zhì)子被吸引到聚苯胺中并將其變成導體，從而降低材料的電阻。這種電阻的變化可使用電極精確測量，并可通過智能手機等外部設備測量PFAS含量。

這種方法僅適用于酸性PFAS，其中包括兩種最有害的PFAS，即全氟辛酸（PFOA）和全氟丁酸 （PFBA）。當前版本的傳感器可檢測低至200ppt的PFBA濃度和低至400ppt的PFOA濃度，且僅需要0.1毫升的水即可完成。