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【星岛都市网】微塑胶和奈米塑胶存在于我们的食物、水和我们呼吸的空气中,进入我们的身体。该如何辨识微塑胶的存在呢?卑诗大学华裔研究人员开发了一种低成本的便携式工具,可以准确测量一次性杯子和水瓶等日常来源释放的塑胶。
该设备与应用程序配合使用,使用萤光标记来检测尺寸从 50 奈米到 10 微米(肉眼无法检测到)的塑胶颗粒,并在几分钟内提供结果。
开发该工具的土地与粮食系统学院助理教授杨天喜 (Tianxi Yang,音译) 说:“较大的塑胶碎片分解成微塑胶和奈米塑胶,对粮食系统、生态系统和人类健康构成了重大威胁,这项新技术可以快速、廉价地检测这些塑料,这有助于保护我们的健康和生态系统。”
奈米和微塑胶是降解塑胶材料(如午餐盒、杯子和器皿)的副产品,奈米塑胶特别影响人类健康,因为它们吸收毒素和穿透人体内生物屏障的能力很强。
检测这些塑胶通常需要熟练的人员和昂贵的设备。杨天喜的团队希望让检测更快、更轻松、更可靠。
他们制作了一个可生物降解的小型 3D 列印盒子,其中包含无线数位显微镜、绿色 LED 灯和激发滤光片。为了测量塑料,他们使用机器学习演算法定制了 MATLAB 软体,并将其与影像撷取软体结合。
最终形成一种便携式工具,可与智慧型手机或其他行动装置配合使用,以显示样品中塑胶颗粒的数量。
(显微镜下显示的微塑胶和奈米塑胶。)
该工具只需要微小的液体样本(少于一滴水),就能使塑胶颗粒在显微镜中的绿色 LED 灯下发光,从而对其进行可视化和测量。无论是食品加工实验室的技术人员还是对早上喝的咖啡感到好奇的人,结果都很容易理解。
杨天喜团队曾测试一次性聚苯乙烯杯,他们在杯子中倒入 50 毫升蒸馏沸水,然后冷却 30 分钟。结果显示,杯子释放出数亿个奈米尺寸的塑胶颗粒,大约是人类头发宽度的百分之一或更小。
与杨天喜一起做研究的土地与食品系统学院的硕士生杨浩明 (Haoming Yang,音译) 说: “每次测试仅需 1.5 仙,成本低廉。”
该工具目前已校准为测量聚苯乙烯,但可以调整机器学习演算法以测量聚乙烯或聚丙烯等不同类型的塑胶。接下来,研究人员的目标是将该设备商业化,以分析塑胶颗粒,以用于其他现实世界的应用。
两位华裔科学家强调,为了减少塑胶摄入,重要的是要避免使用石油基塑胶产品,选择玻璃或不锈钢等替代品作为食品容器。开发可生物降解的包装材料对于取代传统塑胶并迈向更永续的世界也很重要。
图:UBC官网(credit: Martin Dee & Peter Yang)
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