Пористые материалы и машинное обучение обеспечивают недорогой метод мониторинга микропластика

Оптический анализ и методы машинного обучения теперь могут легко обнаруживать микропластик в морской и пресной воде с использованием недорогих пористых металлических подложек. Детали метода, разработанного исследователями из Университета Нагои совместно с коллегами из Национального института материаловедения (NIMS) в Японии, опубликованы в журнале Nature Communications.

Обнаружение и идентификация микропластика в образцах воды важны для экологического мониторинга, но сложны, отчасти из-за структурного сходства микропластика с природными органическими соединениями из биопленок, водорослей и разлагающейся органики. Существующие методы обычно требуют сложных и затратных по времени процедур разделения.

Новая система использует пористую металлическую пену для захвата микропластика из раствора и его оптического детектирования с помощью метода, называемого поверхностно-усиленной рамановской спектроскопией (SERS). Для анализа сложных спектральных данных команда создала алгоритм нейронной сети SpecATNet, который интерпретирует паттерны в измерениях.

По словам профессора Юсукэ Ямаути из Университета Нагои, процедура обладает огромным потенциалом для мониторинга микропластика в образцах, полученных непосредственно из окружающей среды, без предварительной обработки и без влияния возможных загрязнителей. Метод позволяет одновременно разделять и измерять содержание шести ключевых типов микропластика: полистирола, полиэтилена, полиметилметакрилата, политетрафторэтилена, нейлона и полиэтилентерефталата.

В настоящее время материалы для новой системы на 90–95% дешевле коммерческих аналогов. Исследователи надеются, что их инновация поможет обществу оценить влияние загрязнения микропластиком на здоровье людей и организмов в водных средах, а недорогие сенсоры и открытые алгоритмы позволят быстро обнаруживать микропластик даже в лабораториях с ограниченными ресурсами.