Plus de 844 millions de personnes dans le monde n'ont pas accès à l'eau potable. L'un des défis est que les bactéries des rivières peuvent s'écouler dans les sources d'eau souterraine, polluer ce qui aurait pu être de l'eau potable. Construire de nouvelles infrastructures pour détourner l'eau potable coûte cher, surtout pour les régions qui luttent déjà contre l'extrême pauvreté. Au lieu, les communautés dépendent souvent des systèmes de filtration de l'eau.

Les méthodes actuelles d'analyse de la salubrité de l'eau peuvent être coûteuses et longues. Les chercheurs doivent d'abord prélever des échantillons à la source d'eau et les rapporter au laboratoire. Ensuite, ils doivent tester les échantillons pour déterminer quels types de bactéries sont présents.

"Cela prend généralement des heures ou des jours, et traiter les données et obtenir des résultats prend encore quelques heures, " dit Jianfeng Sun, étudiante au doctorat au Département de génie mécanique de l'Université Northeastern. Travaillant avec un autre étudiant au doctorat Ran Ran et l'étudiant de premier cycle Derek Tran, Sun développe une nouvelle méthode plus rapide, plus facile à utiliser, et portable.

Le groupe a présenté la recherche à la Society of Engineering Conference 2017, hébergé à Northeastern ce mois-ci. Les chercheurs et les étudiants présents à la conférence sont issus de disciplines de l'ensemble du spectre de l'ingénierie et des sciences. « Leur travail aborde un large éventail de questions, notamment l'énergie pour la durabilité, détection et contrôle pour la sécurité, et les bio-nanotechnologies pour la santé, " a déclaré Hanchen Huang, Donald W. Smith Professeur et président du Département de génie mécanique et industriel.

Traditionnellement, afin que les scientifiques puissent mesurer quels types de bactéries sont présentes dans l'eau, ils poussent l'échantillon d'eau à travers une colonne de sol ou de sable originaire du lit de la rivière d'où provient l'échantillon. Au fur et à mesure que l'eau traverse la colonne, certaines bactéries sont également poussées à travers, mais certains sont laissés pour compte. Ces bactéries "collantes" adhèrent à la surface du sable ou des particules de sol.

Cela signifie que certains types de bactéries dans les rivières ne sont pas un problème. Ils ne pollueront pas les nappes phréatiques car ils ne les atteindront jamais, au lieu de se coincer dans le sable ou le sol du lit de la rivière.

Cependant, les chercheurs découvrent que certaines bactéries se faufilent à travers la colonne de sol et passent de l'autre côté. Ce truc non collant peut être problématique. Comme il n'adhère pas au sol ou au sable, il peut suivre le courant de la rivière jusqu'à la source d'eau potable d'une ville et rendre les gens malades.

Alors que la stratégie traditionnelle de mesure des bactéries fonctionne, Sun savait qu'il pouvait le rendre plus efficace. Au lieu d'utiliser une colonne de sol pour faire passer les échantillons d'eau, sa méthode utilise un microcanal.

Si vous imaginez creuser un petit fossé au milieu d'une lame de microscope en verre, c'est le microcanal où s'écoule l'eau d'un échantillon. Le débit est très doux, permettant aux bactéries collantes d'adhérer au bord du canal. La lame est placée sur un microscope qui compte les bactéries individuelles pour voir celles qui sont piégées et celles qui sont évacuées.

Pour rendre ce système portable, Sun savait qu'il voulait que le microscope puisse se connecter à un téléphone portable. Mais il n'y avait pas de bonnes options disponibles. Au lieu d'essayer de moderniser son système avec un appareil existant, lui et Ran ont construit un nouveau microscope à partir de zéro.

Finalement, Sun souhaite développer une application mobile qui comptera et analysera les bactéries détectées par le microscope. De cette façon, les chercheurs pourraient apporter l'appareil sur le terrain et tester des échantillons à la volée, réduire le temps de traitement des données en laboratoire. Cela se traduit par une filtration de l'eau plus efficace, qui a le potentiel de sauver des vies partout dans le monde.