Автономный датчик для очистки питьевой воды

11.03.2025

Ученые разработали инновационный биосенсор, способный автономно обнаруживать и уничтожать опасные бактерии кишечной палочки (E. coli) в питьевой воде. Эта технология обещает кардинально изменить методы обеспечения безопасности воды по всему миру.

Традиционные методы обнаружения бактерий, такие как культивирование и ПЦР, требуют много времени, специализированного оборудования и квалифицированного персонала. Существующие биосенсоры, хотя и быстрее, зависят от внешних источников энергии и со временем теряют эффективность.

Новый биосенсор преодолевает эти ограничения благодаря уникальной трехкомпонентной системе.

Ферментативный биотопливный элемент (EBFC) использует глюкозооксидазу для преобразования глюкозы в электроны и перекись водорода, обеспечивая автономное питание датчика. Фермент защищен от деградации с помощью металлоорганического каркаса.

Система обнаружения на основе аптамеров (специализированных цепочек ДНК) специфически связывается с E. coli. Это вызывает электрический сигнал, подтверждающий наличие бактерий.

Перекись водорода, побочный продукт биотопливного элемента, используется для высвобождения ионов серебра, обладающих мощными антибактериальными свойствами, которые уничтожают обнаруженные бактерии.

Биосенсор обладает высокой чувствительностью, обнаруживая E. coli даже при низких концентрациях. Он также демонстрирует высокую специфичность, отличая E. coli от других бактерий. В тестах с реальными образцами морской воды точность обнаружения достигала 91-102%.

Антибактериальная составляющая биосенсора эффективно уничтожает 99,9% обнаруженных бактерий в течение нескольких часов, что делает его не только диагностическим инструментом, но и активным средством очистки воды.

Эта инновационная технология может стать прорывом в обеспечении безопасной питьевой водой, особенно в регионах с ограниченным доступом к современным технологиям.

<< Назад: Морозоустойчивые натрий-ионные аккумуляторы 12.03.2025

>> Вперед: Обновленный электромобиль Volkswagen ID.3 11.03.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Полезная альтернатива утреннему кофе 12.03.2025

Многие люди не представляют свое утро без чашки крепкого кофе, однако недавнее исследование, проведенное учеными Университета Джорджии, показало, что существует более эффективный и полезный способ взбодриться. Оказывается, обычная лестница может стать отличной альтернативой утреннему кофе, обеспечивая заряд энергии и повышая работоспособность. В эксперименте приняли участие студенты, страдающие от недосыпа, которые были разделены на несколько групп. Одним давали таблетки с кофеином, другим - плацебо, третьим - содовую, а четвертым - предлагали подняться по лестнице в течение 10 минут, преодолев около 30 этажей. Результаты исследования показали, что кофеин, плацебо и содовая не оказали существенного влияния на уровень энергии и работоспособность участников. Однако физическая активность в виде подъема по лестнице привела к значительному повышению бодрости и мотивации. Ученые объясняют этот эффект тем, что физические упражнения стимулируют выработку эндорфинов - гормонов радости, ...>>

Морозоустойчивые натрий-ионные аккумуляторы 12.03.2025

Ученые Сианьского университета Цзяотун добились значительного прогресса в разработке натрий-ионных аккумуляторов, способных функционировать даже в условиях экстремального холода. Эта разработка открывает новые перспективы для использования электроники и транспорта в регионах с суровым климатом. Особенностью новых аккумуляторов является их способность работать при температуре до -40 °C, что делает их идеальными для использования в арктических условиях и в других местах с экстремально низкими температурами. В основе инновационной технологии лежит использование принципов инь и ян - объединение сильных и слабых растворителей. Такой подход позволил ученым создать прототип натрий-ионных аккумуляторов, которые сохраняют до 80% своей емкости даже при сильных морозах. В последние годы натрий-ионные аккумуляторы привлекают все большее внимание как перспективная альтернатива литий-ионным батареям. Доступность сырья и низкая стоимость делают их привлекательными для использования в электро ...>>

Автономный датчик для очистки питьевой воды 11.03.2025

Ученые разработали инновационный биосенсор, способный автономно обнаруживать и уничтожать опасные бактерии кишечной палочки (E. coli) в питьевой воде. Эта технология обещает кардинально изменить методы обеспечения безопасности воды по всему миру. Традиционные методы обнаружения бактерий, такие как культивирование и ПЦР, требуют много времени, специализированного оборудования и квалифицированного персонала. Существующие биосенсоры, хотя и быстрее, зависят от внешних источников энергии и со временем теряют эффективность. Новый биосенсор преодолевает эти ограничения благодаря уникальной трехкомпонентной системе. Ферментативный биотопливный элемент (EBFC) использует глюкозооксидазу для преобразования глюкозы в электроны и перекись водорода, обеспечивая автономное питание датчика. Фермент защищен от деградации с помощью металлоорганического каркаса. Система обнаружения на основе аптамеров (специализированных цепочек ДНК) специфически связывается с E. coli. Это вызывает электриче ...>>

Обновленный электромобиль Volkswagen ID.3 11.03.2025

Автопроизводитель Volkswagen представил обновленную версию своего популярного электромобиля ID.3. Модель 2025 года получила ряд изменений, направленных на повышение технологичности, комфорта и доступности. Главные изменения коснулись интерьера, а также впервые появилась версия с новым литий-железо-фосфатным аккумулятором (LFP). До сих пор ID.3 комплектовался исключительно никель-марганец-кобальтовыми (NMC) батареями. Теперь же покупателям доступна версия с LFP-аккумулятором емкостью 53,6 кВтч, обеспечивающим запас хода в 451 км по циклу CLTC. Поставщиком аккумуляторов выступает компания CATL. Важно отметить, что LFP-аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед NMC, таких как большая термостойкость, более длительный срок службы и меньшая стоимость. Однако они уступают NMC в плотности энергии, что отражается на времени зарядки. Быстрая зарядка ID.3 с LFP-аккумулятором с 30% до 80% занимает 48 минут, что дольше, чем ...>>

Распознавание эмоций животных 10.03.2025

Ученые делают значительные успехи в понимании эмоций животных, используя технологии искусственного интеллекта. Разрабатываются системы, способные распознавать не только базовые ощущения, такие как боль и стресс, но и более сложные эмоции, например, радость и разочарование. Система Intellipig, созданная исследователями из Университета Западной Англии и Сельскохозяйственного колледжа Шотландии, идентифицирует свиней по чертам морды с точностью 97% и определяет признаки боли и стресса. Аналогичная технология, разработанная израильскими учеными, распознает боль у овец с точностью 82%, превосходя в этом специалистов-людей, точность которых составляет всего 70%. Команда под руководством Анны Заманской из Университета Хайфы работает над распознаванием более сложных эмоций у животных. Их алгоритмы способны определить, "доволен" или "разочарован" конь, с точностью 61%. Психолог Бриттани Флоркевич обнаружила, что коты способны демонстрировать 276 различных выражений морды, что открывает ...>>

Случайная новость из Архива Двухмерные графеновые транзисторы 06.02.2013 Американские физики сделали большой шаг в сторону двухмерной графеновой электроники, научившись наносить слой изолятора на произвольные участки листа из "нобелевского" углерода, что позволило им изготовить сверхтонкие транзисторы из графена, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology. С момента открытия графена в 2004 г. российско-британскими физиками Андреем Геймом и Константином Новоселовым, ученые пытаются приспособить этот материал для создания электроники. Однотипные проблемы - высокие токи утечки, сложности в работе с графеном и проблемы при нанесении подложки-изолятора мешают физикам создать транзисторы, приспособленные для промышленного производства. Группа ученых под руководством Пуликеля Аджаяна (Pulickel Ajayan) из университета Райса в Хьюстоне (США) решила последнюю проблему, научившись рисовать произвольные "узоры" из изолятора на листах графена при& помощи лазера. По технологии Аджаяна и его коллег, первой изготавливается подложка. Для этого на тонкую пластину из металла ученые напыляют молекулы изолятора, нитрида бора, и наносят на некоторые части этого "бутерброда" особый полимер. Затем физики "вырезают" свободные от полимера участки подложки при помощи лазера, удаляют защитный слой и выращивают прямо на ней слой графена. Как отмечают исследователи, данная конструкция обладает всеми необходимыми свойствами для ее превращения в транзистор. В качестве демонстрации ученые изготовили несколько "плоских" транзисторов размером в 100 нм, не уступающие кремниевым аналогам. Кроме того, Аджаян и его коллеги отмечают, что их технология совместима с современными методами производства микроэлектроники, что позволит использовать ее для создания микрочипов в ближайшем будущем.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025