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在全球范圍內，鉛污染一直是一個嚴重的公共衛(wèi)生問題，世界衛(wèi)生組織估計，全世界有2.4億人接觸的飲用水含有不安全含量的有毒鉛。而飲用水中的鉛含量超標會對人類健康造成嚴重威脅，特別是對兒童的大腦發(fā)育會產生不可逆轉的影響。
傳統(tǒng)的精確鉛含量檢測方法需要使用昂貴、龐大的專業(yè)設備，并且需要專業(yè)人員對樣品進行處理，一次檢測可能就需要數天時間，如果使用測試條簡單進行測試，就只能得到鉛是否存在的答案，而無法提供鉛濃度的具體信息。
為了解決這一問題，麻省理工學院、南洋理工大學和多家企業(yè)組成的聯(lián)合團隊共同開發(fā)了一種新的傳感器技術，這項技術不僅緊湊、廉價，而且能夠以極高的精度快速測量水中的鉛濃度。
這項技術是一種基于光子芯片的檢測方法，利用光進行測量，同時，通過一種名為費歇爾酯化的化學過程將環(huán)形分子冠醚附著到光子芯片表面(冠醚可以捕獲特定的離子)。
測試中，這種芯片顯示出極高的準確性，即使在水中鉛濃度低至十億分之一時也能檢測出來，在更高濃度下，精確度可達到4%以內。該設備可以在pH值為6至8的不同酸堿度的水中工作，覆蓋了大多數環(huán)境樣本，試驗中研究人員也使用海水和自來水驗證了其測量的準確性。
更為重要的是，這項技術的潛力不僅限于檢測鉛，還可以擴展到檢測水中的其他污染物，如鎘、銅、鋰、鋇、銫和鐳等，因為設備可以與簡單的“墨盒”一起使用，只要針對不同的元素去更換不同的冠醚，就可以檢測不同的元素。