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:

Вороны разбираются в геометрии 23.04.2025

Ученые все чаще пересматривают свои взгляды на интеллектуальные способности животных. Оказывается, некоторые виды демонстрируют куда более сложное поведение, чем считалось ранее. Одним из поразительных открытий последних месяцев стало доказательство того, что черные вороны способны воспринимать геометрические закономерности. Исследование, проведенное специалистами из Тюбингенского университета в Германии, показало: эти птицы обладают зачатками пространственного мышления, характерного прежде всего для человека. Опыты, позволившие прийти к таким выводам, проводились с участием обученных черных ворон, которым демонстрировали различные геометрические формы на экране. Исследователи ставили перед птицами задачу распознать фигуру, которая выбивается из общего ряда. Причем отличие могло быть как броским - например, звезда среди квадратов, - так и едва заметным, вроде небольшого наклона одной из фигур. За правильный выбор ворона получала вознаграждение в виде лакомства. Примечательно, что ...>>

Защищенный планшет Tab Active5 Pro 23.04.2025

Компания Samsung представила защищенный планшет Tab Active5 Pro. Планшет получил яркий 10,1-дюймовый TFT-экран с разрешением 1920 на 1200 пикселей и частотой обновления 120 Гц. Новая модель поддерживает чувствительный сенсорный ввод, что позволяет работать в перчатках или даже при влажных пальцах. В отличие от более компактной версии Tab Active5 с 8-дюймовым экраном, новинка предлагает улучшенную защиту - вместо стекла Gorilla Glass 5 теперь используется более прочный Gorilla Glass Victus+, а максимальная яркость дисплея достигает 600 кд/м2. Особое внимание инженеры уделили автономности. В Galaxy Tab Active5 Pro установлен аккумулятор емкостью 10 100 мАч, что в два раза превышает показатель у предыдущей модели. Благодаря функции горячей замены аккумулятора устройство можно обслуживать без выключения, а также использовать его и вовсе без батареи, подключив напрямую к электросети. Такая особенность делает планшет идеальным для стационарного применения, например, в качестве мобильно ...>>

Перспективные водные аккумуляторы 22.04.2025

Вопрос безопасного и устойчивого хранения энергии сегодня стоит особенно остро. В условиях растущей зависимости от электроэнергии и активного внедрения возобновляемых источников возрастает необходимость в разработке аккумуляторов, способных сочетать высокую эффективность с экологичностью. Одним из перспективных направлений в этой области стали водные аккумуляторы, которые, несмотря на определенные ограничения, привлекают внимание ученых по всему миру. Команда исследователей из нескольких научных учреждений США недавно достигла заметного прогресса в создании водно-электролитных аккумуляторов. Им удалось разработать экспериментальную модель, которая демонстрирует стабильную работу на протяжении двух тысяч циклов зарядки и разрядки. Это значительное достижение в сравнении с ранними версиями водных батарей, которые страдали от недостаточной долговечности и сравнительно низкой энергоэффективности. Главное преимущество таких аккумуляторов заключается в их безопасности. В отличие от шир ...>>

Магнитные поля против хаоса 22.04.2025

Квантовые технологии обещают настоящую революцию в вычислениях, но на пути к их широкому применению стоит множество фундаментальных и технических препятствий. Одним из важнейших вызовов остается проблема так называемой декогеренции - разрушения согласованности квантовых состояний, которая делает невозможной стабильную работу квантовых компьютеров. Недавнее исследование израильских ученых предлагает новый, многообещающий способ замедлить этот процесс. Физики из Еврейского университета в Иерусалиме нашли способ существенно повысить устойчивость квантовых систем, применяя слабые магнитные поля. Это открытие может сыграть ключевую роль в разработке более надежных и долговечно работающих квантовых устройств, не требующих столь радикальных условий, как криогенное охлаждение или полная изоляция от внешней среды. Такие меры, как правило, требуют колоссальных энергетических и материальных затрат, что сегодня сдерживает масштабирование квантовых технологий. В центре внимания исследования о ...>>

Влияние недостатка сна на успеваемость студентов 21.04.2025

В условиях стремительного ритма современной жизни молодые люди все чаще жертвуют сном в пользу учебы, работы или досуга, полагая, что несколько часов отдыха несущественны. Однако наука все настойчивее опровергает эту точку зрения, доказывая, что качество сна может быть решающим фактором не только для здоровья, но и для интеллектуальных достижений. Особенно остро эта проблема стоит перед школьниками и студентами, чья умственная активность напрямую зависит от биологических ритмов организма. Группа исследователей провела эксперимент в Массачусетском технологическом институте (MIT), чтобы выяснить, как различные аспекты образа жизни студентов влияют на их академическую успеваемость. Для наблюдения за повседневной активностью участников использовались фитнес-браслеты. Первоначальной целью было изучить возможную связь между физической активностью и результатами обучения. Однако полученные данные оказались неожиданными. Как выяснилось, занятия спортом практически не оказывали влияния на ...>>

Случайная новость из Архива Энергоэффективная оптическая связь 26.03.2013 Команда специалистов из компании IBM и оборонного научного агентства DARPA разработала оптическую линию связи с невероятно высокой энергоэффективностью. Во время испытаний была обеспечена передача информации со скоростью 25 гигабит в секунду с использованием мощности всего в 24 милливатт или 1 пикоджоуль/бит. По сравнению с предыдущим достижением, новая технология имеет скорость на 66% выше, а энергопотребление в 2 раза ниже. Этого удалось добиться благодаря использованию инновационных микросхем SOI CMOS, выполненных по 32-нм технологии, передового лазера с вертикальным резонатором (VCSEL) и новейших фотоприемников, производства компании Sumitomo Electric Device Innovations. Данное достижение - это не просто хорошая новость для желающих сэкономить энергию. Дело в том, что перспективным суперкомпьютерам, работающим в 100 раз быстрее нынешних, понадобятся аналогичные по скорости линии передачи данных. Современные оптоволоконные линии, при всей кажущейся эффективности и скорости, не обладают приемлемыми показателями. Таким образом может случиться неприятная ситуация. По словам инженеров IBM, уже к 2020 году будут готовы суперкомпьютеры с уникальным быстродействием, они позволят моделировать глобальный климат, разрабатывать дизайн наноструктур, моделировать структуру живых клеток на уровне молекул и выполнять множество других задач, пока недоступных отдельным компьютерам. Однако для этого важнейшего этапа развития научно-технического прогресса необходимо разработать способ быстро передавать огромные объемы информации без огромных же расходов энергии. Судя по всему, в IBM и DARPA нашли способ это сделать.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025