Rêu phát hiện nhanh chóng, theo dõi các chất gây ô nhiễm không khí trong thời gian thực

Rêu, một trong những loài thực vật lâu đời nhất trên thế giới, thật đáng ngạc nhiên với khả năng tự điều chỉnh với môi trường xung quanh nó. Hiện tại, trong một nghiên cứu xuất hiện trên tạp chí Analytical and Chemistry của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (American Chemical Society). Các nhà khoa học báo cáo họ đã tìm thấy một cách đơn giản và rẻ tiền để phát hiện các chất gây ô nhiễm không khí, đặc biệt là sulfur dioxide (SO2) trong thời gian thực dựa trên những thay đổi trong lá rêu. Phát hiện này có thể nhanh chóng cảnh báo chính quyền về những thay đổi nguy hiểm tiềm ẩn về chất lượng không khí bằng cách sử dụng “cảm biến” thực vật tự nhiên.

Thực vật đã phát triển các khả năng cảm nhận ánh sáng, cảm nhận tiếp xúc, trọng lực và hóa học trong không không khí và đất, cho phép chúng thích ứng và tồn tại trong môi trường thay đổi. Vì vậy, thực vật đã được sử dụng trong các nghiên cứu để đánh giá thiệt hại lâu dài do ô nhiễm không khí tích lũy trên toàn thế giới. Tuy nhiên, các loại nghiên cứu này đòi hỏi nhân sự có tay nghề và những dụng cụ đắt tiền. Xingcai Qin, Nongjian Tao và các đồng nghiệp muốn phát triển một cách dễ dàng hơn: sử dụng rêu – một chỉ báo đặc biệt tốt về ô nhiễm SO2 – như một cảm biến thời gian thực, nhanh chóng.

Các nhà nghiên cứu thu thập rêu hoang dã và cho tiếp xúc với SO2 ở các nồng độ khác nhau. Sử dụng một webcam có độ nhạy cao, không đắt tiền, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi lá rêu tiếp xúc với SO2 sẽ hơi co lại hoặc cuộn tròn và thay đổi từ màu xanh sang màu vàng. Một số thay đổi này, được phân tích bằng thuật toán hình ảnh, bắt đầu trong vòng 10 giây sau khi tiếp xúc với chất gây ô nhiễm. Tuy nhiên, khi SO2 được lấy ra khỏi bình, lá rêu dần dần phục hồi như ban đầu. Kết quả này cho thấy rằng thực vật, không giống như các cảm biến đo màu truyền thống, có thể tái tạo khả năng cảm ứng hóa học của nó. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng việc kết hợp các webcam từ xa hoặc máy bay không người lái với rêu (hoặc các cảm biến thực vật khác) có thể giúp giám sát trong không khí: lưu huỳnh và các chất gây ô nhiễm khác một cách rẻ hơn, nhanh hơn và chính xác hơn trên các vùng rộng lớn.

Các tác giả được tài trợ từ Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia của Trung Quốc (the National Natural Science Foundation of China) và Quỹ khoa học tự nhiên tỉnh Giang Tô (the Natural Science Foundation of Jiangsu Province).

Nguồn: www.acs.org

You may also like...