Ученые МГУ создали наносенсор для определения семи токсичных металлов в воде за секунды

Химический анализ воды станет мгновенным и доступным. Исследователи МГУ при поддержке Российского научного фонда разработали наносенсор на основе углеродных точек, способный за секунды определять концентрацию семи токсичных металлов. Нейросеть анализирует свечение частиц и выдает точный результат.

Специалисты МГУ разработали наносенсор, который позволяет за считанные секунды определять содержание сразу семи токсичных металлов. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ).

В основе технологии — углеродные наночастицы (углеродные точки), размер которых примерно в 50 раз меньше бактерий. Под действием ультрафиолета они начинают светиться. Интенсивность и оттенок свечения меняются в зависимости от того, какие ионы и в каком количестве присутствуют в растворе.

Чтобы научить систему распознавать эти сигналы, исследователи приготовили более 7800 проб с разными комбинациями и концентрациями ионов никеля, меди, кобальта, свинца, алюминия, хрома и нитрат-анионов. В каждую добавили углеродные точки и записали спектры люминесценции. Полученные данные использовали для обучения нейросети.

Результат впечатляет: искусственный интеллект теперь способен по спектру свечения точно определять концентрацию всех семи компонентов даже в сложных смесях. Точность анализа соответствует промышленным стандартам, предъявляемым к контролю сточных и технологических вод.

Руководитель проекта Татьяна Доленко подчеркивает: сочетание чувствительных наночастиц и ИИ открывает путь к созданию компактных и недорогих приборов для экспресс-анализа воды. Такие устройства можно будет использовать в полевых условиях — например, для экологического мониторинга рек и озер, а также на производствах для контроля качества стоков.