Международная команда исследователей, среди которых присутствуют специалисты из Российского университета дружбы народов (РУДН), представила новый экологичный наносенсор, предназначенный для оперативного обнаружения токсичного кадмия в водных ресурсах. Результаты их работы были опубликованы в журнале Frontiers in Materials, где подробно описана технология получения золотых наночастиц (GNP) с использованием экстракта листьев анноны. Эти наночастицы изменяют свой цвет при взаимодействии с ядовитым металлом.
Основой новой технологии является метод, получивший название «зеленый синтез», который подразумевает применение природных соединений вместо традиционных агрессивных химических реактивов. Листья анноны, известной также как сахарное яблоко, содержат множество флавоноидов и полифенолов. Эти фитохимикаты способствуют восстановлению ионов золота, формируя стабильные частицы размером приблизительно семь нанометров. При добавлении в воду микроскопических доз кадмия, ионы этого токсичного металла прочно связываются с растительными молекулами, находящимися на поверхности наночастиц, что вызывает их слипание. Результатом этого процесса является изменение цвета раствора с рубиново-красного на сине-фиолетовый, а сам процесс измерения занимает всего 10 минут.
Кадмий представляет собой крайне опасный тяжелый металл, который широко используется в производстве аккумуляторов и гальванических покрытий, защищающих от коррозии. Он попадает в окружающую среду через промышленные отходы и фосфорные удобрения, не разлагаясь, а лишь накапливаясь в почве и пищевых продуктах. Воздействие кадмия на организм человека может привести к серьезным последствиям, таким как поражение почек, хрупкость костей и разрушение ДНК, поскольку он способен замещать в организме полезные элементы, такие как кальций и цинк. По нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), предельно допустимая концентрация кадмия в питьевой воде составляет всего 3–5 мкг/л. Традиционные методы анализа требуют сложного и дорогостоящего оборудования, тогда как новый наносенсор предлагает доступную альтернативу.
Одним из ключевых преимуществ разработанной системы является её высокая избирательность. Эксперименты продемонстрировали, что наночастицы реагируют на кадмий даже в условиях присутствия 16 других конкурирующих ионов металлов, включая свинец и ртуть, что делает возможным исключение ложных срабатываний. В будущем авторы планируют провести проверки эффективности системы на реальных образцах речной и промышленной воды, сопоставив результаты с классическими лабораторными методами. Также в планах разработка портативной версии прибора. Если испытания окажутся успешными, это нововведение позволит экологам быстро находить источники загрязнения.
