Опасные химические вещества в воздухе часто настолько разбавлены и подвижны, что их почти невозможно уловить.

Но измерять их концентрацию крайне важно — от этого зависит здоровье людей и состояние окружающей среды.

Ученые придумали компактное и недорогое устройство под названием ABLE, которое упрощает сбор и анализ таких веществ.

Его размер — всего 10×20 см, а стоимость не превышает 200 долларов.

Разработка принадлежит Цзинчэну Ма, профессору аэрокосмической и машиностроительной инженерии из Университета Нотр-Дам, и его коллегам из Чикагского университета.

Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Chemical Engineering.

Как это работает

• Устройство засасывает воздух, добавляет водяной пар и охлаждает его.
• На микроскопических кремниевых шипах образуются капли конденсата, в которых концентрируются даже следовые количества загрязнителей.
• Затем жидкость собирается в резервуар, где ее можно проверить с помощью простых тестов — например, бумажных полосок или оптических датчиков.

Многие биомаркеры — вещества, которые организм вырабатывает в ответ на инфекции — в воздухе встречаются в ничтожных количествах. Это как искать семь человек среди всего населения Земли, — объясняет Ма, ведущий автор исследования.

Где пригодится ABLE

• В больницах: вместо забора крови у новорожденных можно анализировать воздух вокруг них на вирусы, бактерии и микрочастицы пластика.
• В экологическом мониторинге: устройство можно установить на дроны или портативные датчики для проверки качества воздуха.

Сейчас команда работает над уменьшением размеров ABLE, чтобы его можно было встроить в носимые гаджеты или роботизированные системы.

Мне нравится делать бюджетные исследования — использовать простые компоненты для решения сложных задач. Чтобы результат был доступен каждому, — говорит Ма.

Этот проект решает две ключевые проблемы:

1. Доступность диагностики — вместо дорогих масс-спектрометров можно использовать дешевые бумажные тесты.
2. Неинвазивность — анализ воздуха снижает необходимость в заборе крови, что критично для новорожденных и тяжелых больных.

Кроме того, технология открывает путь к массовому мониторингу загрязнений в городах и на производствах.

Главный вопрос, который остается после изучения разработки — селективность: как устройство отличает, например, вирусные частицы от других аэрозолей? В статье не указано, есть ли риски ложных срабатываний. Также неясно, как ABLE поведет себя в условиях высокой влажности или при сверхнизких концентрациях целевых веществ.

Ранее ученые заявили, что загрязнение воздуха повышает риск суицидальных настроений.