Создан автономный датчик для обнаружения токсичных аминов в воде

Исследователи из Токийского научного института разработали устройство для мониторинга загрязнения воды, которое обнаруживает амины без необходимости внешнего источника питания. Устройство работает за счёт естественного потока жидкости и производит световые сигналы, указывающие на наличие токсичных аминов.

Традиционные системы мониторинга часто полагаются на дорогостоящее громоздкое оборудование, что делает их непрактичными в удалённых районах. Новая разработка использует явление электрохемилюминесценции (ECL) — свет излучается в ходе химической реакции, а яркость свечения указывает на наличие загрязнителей.

Устройство, созданное под руководством профессора Синске Инаги, состоит из двух камер с платиновыми электродами, соединённых каналом с пористым материалом. Когда жидкость проталкивается через канал (даже с помощью простого ручного шприца), возникает потоковый потенциал до 2–3 вольт, достаточный для запуска окислительно-восстановительных реакций на электродах.

«Поскольку эта методика ECL не требует источника питания, она открывает новые возможности для обнаружения загрязнителей в реках или трубопроводах с использованием энергии естественного потока», — говорит профессор Инаги.

В качестве хромофора исследователи использовали бензотиадиазол-трифениламин (BTD-TPA), а три-н-пропиламин (TPrA) выступил в роли кореагента. Амины широко используются в промышленных процессах и известны своей токсичностью, канцерогенностью и способностью вызывать генетические мутации.

Устройство способно обнаруживать следовые концентрации аминов как в дистиллированной, так и в водопроводной воде с пределом обнаружения всего 0,01 миллимоляр для TPrA. Свечение достаточно сильное, чтобы его можно было зафиксировать цифровой камерой.

Эта технология может быть развёрнута для мониторинга загрязнений в реальном времени, особенно в аварийных ситуациях, когда электричество недоступно. В будущем естественный поток воды в реках мог бы обеспечивать необходимую энергию для работы таких устройств.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications 8 сентября 2025 года.