Une équipe de recherche dirigée par le Dr Ho Sang Jung du Département de convergence nano-bio de l'Institut coréen des sciences des matériaux (KIMS), un institut de recherche relevant du ministère des Sciences et des TIC, en collaboration avec l'Institut d'essais et de recherche KOTITI, a développé la première technologie au monde pour détecter rapidement et de manière très sensible les microplastiques (MP), qui peuvent provoquer une toxicité humaine et génétique via la pollution de l'environnement et la chaîne alimentaire.

Les résultats de la recherche ont été publiés le 10 septembre dans Advanced Functional Materials. .

La technologie de détection des MP applicable sur site développée par l’équipe de recherche est une technologie de type kit. Lorsqu'ils sont filtrés à travers un kit de détection de MP de type filtre seringue, le type, le nombre et la distribution des MP peuvent être identifiés dans les 20 minutes sans aucun prétraitement.

L’équipe de recherche s’est concentrée sur le fait que les députés peuvent être filtrés. L’équipe a synthétisé un matériau plasmonique sous la forme d’une nanopocket capable de capturer les MP à la surface d’un filtre en papier doté de pores microscopiques et d’amplifier le signal optique des MP capturés. Lorsqu'une solution échantillon contenant des MP est injectée via une seringue, le signal spectral Raman des MP est amplifié sur le matériau plasmonique de type nanopocket, permettant une détection très sensible. La technologie peut également être utilisée pour détecter les MP à l'échelle nanométrique.

De plus, l'équipe de recherche a pré-entraîné un système d'intelligence artificielle (IA) sur les signaux uniques de spectroscopie Raman des MP, afin que l'intelligence artificielle (IA) puisse déterminer si le signal détecté correspond aux MP, même s'il y a des éléments interférents dans l'échantillon. Cette technologie permet d'identifier avec précision les MP dans des environnements complexes ou des échantillons humains, ainsi que leur concentration, leur distribution et leur type.

Les technologies existantes pour détecter les MP sont difficiles à utiliser sur le terrain. En effet, cela nécessite un prétraitement complexe, des équipements performants et des analyses par des chercheurs qualifiés. Cette technologie remplace le processus de prétraitement sous forme de filtre et améliore la sensibilité du matériau, plutôt que d'augmenter les performances de l'équipement.

Le plus grand différenciateur réside dans le fait que les compétences analytiques des chercheurs qualifiés ont été remplacées par l’apprentissage automatique. De plus, le dispositif de détection présente l'avantage d'utiliser un spectromètre Raman portable, ce qui augmente la possibilité de détection sur site.

À l’heure actuelle, des questions continuent de se poser concernant la pollution de l’environnement et les risques humains liés aux parlementaires au pays et à l’étranger. Il a été rapporté que les MP se libèrent facilement de nos produits quotidiens tels que les contenants de boissons et les sacs de collations. Cependant, à ce jour, il n'existe aucune méthode pour détecter les petites MP de taille micro ou nano, il est donc nécessaire de développer une technologie pour établir une méthode de détection standard internationale.

Étant donné que cela pourrait conduire à de futures réglementations sur les produits en plastique et les récipients pour aliments et boissons, il est significatif que nous ayons développé une technologie permettant de contourner de manière préventive les réglementations d'importation et d'exportation dues aux futurs problèmes environnementaux grâce au développement de la technologie source. Un autre avantage de cette technologie est que le grand public peut facilement l'utiliser en cas de besoin puisque le capteur est réalisé en kit.

Le Dr Ho Sang Jung, chercheur principal au KIMS qui a développé cette technologie, a déclaré :« Si cette technologie est commercialisée, la technologie de détection universelle des MP sera diffusée plus facilement et plus rapidement » et « Sur cette base, le KIMS continuera à n'épargner aucun effort ». effort pour développer des technologies matérielles pour la sécurité des personnes et des générations futures", a-t-il ajouté.

L’équipe de recherche prévoit de collaborer avec le KOTITI Testing &Research Institute pour normaliser la technologie de détection des MP à l’avenir. Pendant ce temps, l'équipe de recherche mène actuellement des recherches de suivi pour détecter les MP en fonction de leur taille et évaluer leur toxicité pour le corps humain.

Plus d'informations : Jun Young Kim et al, Structure de nanopoches d'or plasmonique 3D pour la détection de microplastiques basée sur l'apprentissage automatique SERS, Matériaux fonctionnels avancés (2023). DOI : 10.1002/adfm.202307584

Informations sur le journal : Matériaux fonctionnels avancés

Fourni par l'Institut coréen des sciences et technologies