Dalam sebuah penelitian baru, para peneliti menunjukkan bahwa dengan menggunakan gelombang suara untuk mengangkat tetesan air di udara, dapat meningkatkan deteksi kontaminan logam berat berbahaya seperti timbal dan merkuri dalam air.
Pendeteksian sejumlah kecil logam berat yang ada di dalam air adalah penting karena kontaminan ini berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan.
Teknik baru ini akhirnya dapat mengarah pada instrumen yang melakukan pemantauan kontaminan di tempat secara langsung, yang dapat membantu mencegah masalah kontaminasi timah di masa depan seperti batu, Michigan, krisis air atau mendeteksi air limbah yang terkontaminasi dari lokasi industri.
Baca juga: Peneliti Kembangkan Teknologi untuk Menipu Otak dengan Holografi
Meskipun ada berbagai macam sensor air yang menawarkan pemantauan berkelanjutan, deteksi beberapa logam berat yang dilarutkan dalam air hanya dapat dilakukan dengan mengirimkan sampel air itu untuk analisis laboratorium khusus," kata ketua tim peneliti Victor Contreras, dari Instituto de Ciencias Físicas UNAM, Meksiko.
Teknik baru kami merupakan satu langkah menuju pengembangan pendekatan analisis sederhana yang dapat diterapkan di lokasi dan secara real time. Jenis analisis air ini dapat digunakan oleh bidang pertanian, farmasi, pemurnian air dan industri lainnya untuk memantau air yang terkontaminasi. "
Dalam The Optical Society (OSA) journal Optics Letters, para periset memerinci pendekatan baru mereka dengan menggunakan teknik sensitif yang dikenal sebagai laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) guna menganalisis logam berat yang ada dalam tetesan air yang terangkat.
Pengangkatan tetesan air ini memungkinkan air menguap dalam posisi yang terkontrol, yang meningkatkan konsentrasi massa kontaminan dalam sampel dan membuatnya lebih mudah untuk melakukan analisis LIBS.
Baca juga : 5 Penemuan Menakjubkan Dalam Dunia Sains
Para peneliti menunjukkan bahwa pendekatan baru mereka dapat mendeteksi kadar logam berat seperti barium, cadmium, dan merkuri dengan sangat rendah dengan waktu analisis hanya beberapa menit. Para peneliti menggunakan LIBS karena menawarkan cara yang cepat dan mudah untuk mengidentifikasi beberapa elemen secara bersamaan.
LIBS bekerja dengan memfokuskan pulsa laser energi tinggi ke sampel yang menguapkan bahan dan menghasilkan plasma. Karena cahaya yang dipancarkan oleh plasma mengandung sidik jari atom dari material, dimungkinkan untuk mengidentifikasi komponen kimia sampel dengan menganalisis cahaya yang dipancarkan.Ini adalah proses langsung untuk menggunakan analisis LIBS pada sampel padat.
Namun, sulit untuk menggunakan metode ini untuk menganalisis langsung cairan karena plasma yang terbentuk dalam cairan mendingin lebih cepat dan berlangsung dalam waktu yang sangat singkat.
Baca juga: Dari Air Keran hingga Air Suling, Mana Air Minum yang Paling Sehat?
Selain itu, menghasilkan plasma pada permukaan cair dapat menghasilkan percikan air yang secara langsung mempengaruhi pembacaan spektroskopi.Dengan sampel cair, mampu menciptakan plasma yang memberikan sinyal yang baik untuk deteksi kimia yang membutuhkan energi laser tingkat tinggi yang hanya dapat diberikan oleh laser besar dan tidak portabel.
Sebagai langkah mengatasi masalah ini, sampel cairan biasanya dianalisis dengan menempatkan setetes pada substrat dan menunggu sampai kering untuk memusatkan elemen yang menarik dalam sampel.
Meskipun menyimpan sampel pada substrat cukup sederhana, pulsa laser memicu atom dari unsur-unsur dalam sampel serta dari substrat.
Selain itu, evaporasi air dapat menyebabkan distribusi kotoran yang tidak homogen pada substrat, sehingga mengurangi kemampuan reproduksinya. Alih-alih mendepositkan tetesan ke substrat, para peneliti menggunakan gelombang suara yang intens untuk mengangkat tetesan tunggal air.
Gelombang suara menghasilkan gaya yang cukup kuat untuk melawan gravitasi, memungkinkan tetesan untuk melayang tidak didukung di udara.
Baca juga: Perkenalkan, Lenardo DiCaprio, Spesies Baru Kumbang Air Asli Indonesia
Levitasi akustik adalah metode sederhana dan murah untuk prakonsentrasi unsur-unsur yang diinginkan sambil menghindari kontaminasi dari permukaan substrat," kata Contreras. "Selain itu, tidak memerlukan sampel untuk memiliki jenis respon elektrik atau magnetik seperti beberapa metode lain yang digunakan untuk mencapai levitasi."
Para peneliti menunjukkan bahwa dengan menggunakan gelombang akustik untuk mengangkat setetes air, memungkinkan mereka untuk mendeteksi konsentrasi logam berat yang sangat rendah.
Mereka juga menunjukkan bahwa teknik levitasi akustik yang mereka gunakan cukup stabil untuk analisis LIBS yang dapat direproduksi. "Teknologi ini memiliki potensi untuk secara bersamaan mendeteksi logam berat dan elemen lain dalam air dengan cara yang cepat dan hemat biaya," kata Contreras. "Penganalisis online berdasarkan teknologi kami suatu hari dapat membantu mencegah bencana lingkungan dan berkontribusi pada peningkatan kontrol kualitas air."
Para peneliti saat ini bekerja untuk meningkatkan instrumentasinya.Sebagai contoh, mereka ingin mengoptimalkan desain mekanis dari perangkap akustik untuk mencapai kondisi levitasi yang lebih stabil, yang akan meningkatkan reproduktifitas pembacaan LIBS.
Mereka juga ingin meningkatkan sensitivitas dengan secara stabil melebarkan tetesan yang lebih kecil, yang selanjutnya mengkonsentrasikan kontaminan. Ini adalah langkah kunci menuju miniaturisasi perangkat karena akan memungkinkan penggunaan detektor yang kurang sensitif, tetapi lebih kompak.
| Source | : | Science Daily |
| Penulis | : | Citra Anastasia |
| Editor | : | Gregorius Bhisma Adinaya |
KOMENTAR