STUDIU. Formaldehida din locuințe poate fi detectată chiar și la concentrații foarte mici cu un nou senzor pe bază de AI

Medicina digitală

Ruxandra Schitea
07 martie 2024
Citit de 116 ori.

Prezența formaldehidei în gospodării sau la locul de muncă, în concentrații foarte mici (până la 8 părți pe miliard) poate fi detectată în timp real cu ajutorul unui nou senzor. Dispozitivul are o sensibilitate superioară senzorilor pentru calitatea aerului deja existenți pe piață, funcționează la temperatura camerei și consumă până la 10-100 de ori mai puțină energie. Studiul care vizează dezvoltarea și performanțele acestuia a fost publicat în jurnalul Science Advances.

Senzorul dezvoltat de oamenii de știință de la Universitatea din Cambridge îmbină avantajele aerogelurilor (materiale solide cu o porozitate foarte mare, ultra-ușoare) și punctelor cuantice (quantum dots, semiconductori) cu aspecte ale inteligenței artificiale, pentru a înregistra în timp real prezența formaldehidei în aer. Integrarea algoritmilor de învățare automată s-a realizat pentru a diferenția formaldehida de alți compuși organici volatili prezenți în încăpere. Senzorii tradiționali de monitorizare a calității aerului nu au capacitatea de a diferenția între compușii volatili, doar oferă o valoare corespunzătoare concentrației tuturor gazelor prezente în acel aer.

Formaldehida este un compus organic volatil adesea întâlnit în gospodării și la locul de muncă. La nivelul locuințelor, acest compus este emis de obiecte uzuale precum produse din lemn MDF, tapeturi, vopseluri și materiale sintetice. Deși în mod normal emisiile sunt în concentrații mici, expunerile îndelungate pot afecta serios sănătatea, motiv pentru care detectarea formaldehidei în aerul din încăpere este esențială.

„Compușii organici volatili precum formaldehida pot conduce la probleme de sănătate serioase atunci când expunerea este îndelungată chiar și la concentrații mici, iar senzorii utilizați în mod obișnuit nu au nici sensibilitatea nici selectivitatea necesară diferențierii între compușii care pot impacta negativ sănătatea” – afirmă coordonatorul științific al studiului Prof. Tawfique Hasan, Cambridge Graphene Centre.

Pe lângă sensibilitatea și specificitatea semnificativ crescute în comparație cu detectoarele tradiționale, dispozitivul deschide calea unor noi oportunități în obținerea instrumentelor de monitorizare a calității aerului:

dezvoltarea unei forme miniaturizate a senzorului cu scopul integrării în dispozitivele de tip wearable sau la nivelul anumitor aplicații medicale;
adaptarea senzorului astfel încât să poată detecta o gamă variată de gaze periculoase, nu numai formaldehida. Această aplicație ar permite atât obținerea senzorilor individuali care să detecteze specific un singur gaz, cât și a platformelor multi-senzor care să detecteze prezența mai multor gaze toxice în același timp.

Senzorii tradiționali necesită încălzire înainte de funcționare și utilizează cantități mari de energie. Datorită avantajelor propuse de materialul pe care sunt bazați, senzorii dezvoltați la Universitatea din Cambridge au capacitatea de a depista în mod specific prezența formaldehidei chiar și când e prezentă în concentrații foarte mici (8 ppb sau 0,4% din nivelul considerat sigur în birourile din UK). Mai mult decât atât, noii senzori performează la temperatura camerei și au un cost energetic redus (până la 10-100 de ori mai puțină energie, în comparație cu senzorii tradiționali).

Conform raportului Clean Air Day din 2019, în 1 din 5 locuințe din UK concentrația formaldehidei din aer era semnificativ crescută, 13% dintre locuințe depășind limitele recomandate de Organizația Mondială a Sănătății. Compușii organici volatili sunt o sursă de poluare des întâlnită în aerul din incinte. Expunerea la acești compuși cauzează lăcrimare, disconfort la nivelul ochilor și gâtului și dificultăți în respirație. Concentrații mari ale acestor compuși pot declanșa atacuri la pacienții cu astm, iar o expunere îndelungată poate conduce chiar la cancer.

Citește și: