Ученые создали сенсор для быстрой диагностики метанолового отравления

Фото из открытых источников

Ученые разработали инновационный сенсор, способный оперативно выявлять присутствие метанола в выдыхаемом воздухе, что поможет своевременно диагностировать отравление этим опасным веществом, сообщает издание ACS Sensors.

Метанол, часто называемый древесным спиртом, представляет серьезную угрозу для здоровья — даже в малых дозах он способен вызывать тяжелые последствия, включая слепоту и смерть. В отличие от этанола, который содержится в легальном алкогольном напитке и вызывает лишь временное опьянение, метанол является токсичным и часто встречается в поддельных алкогольных продуктах, что особенно актуально для стран с низким уровнем дохода. Традиционные методы диагностики отравления метанолом требуют анализа крови, что не всегда доступно и занимает время. В связи с этим команда ученых под руководством Душана Лосича создала прототип устройства, способного быстро и точно выявлять метанол в дыхании.

Основой нового сенсора стал уникальный материал — токопроводящий состав, включающий графен и металлоорганический каркас (МОК) на основе циркония. МОК представляет собой структуру с пористой поверхностью, которая эффективно захватывает молекулы метанола, а графен усиливает электрический сигнал, что позволяет датчику фиксировать даже минимальные концентрации токсина. В ходе экспериментов, имитирующих человеческий выдох с различным содержанием метанола и этанола, устройство продемонстрировало способность обнаруживать метанол в концентрациях от 50 частей на миллиард, что значительно ниже опасных уровней отравления.

Однако изначально сенсор испытывал трудности с разделением сигналов метанола и этанола, поскольку их молекулярные структуры схожи. Для решения этой проблемы исследователи применили методы машинного обучения, благодаря которым алгоритм научился различать оба вещества, даже если они присутствуют одновременно в воздухе. Несмотря на успехи, датчик пока нуждается в доработке для стабильной работы при высокой влажности, характерной для выдыхаемого воздуха.

Душан Лосич и его коллеги отмечают, что создание такого портативного и доступного устройства может стать прорывом в диагностике отравлений метанолом, особенно в регионах с ограниченным доступом к лабораторным анализам. Возможность быстрого выявления токсина позволит медикам и службам экстренной помощи своевременно принимать меры, что существенно повысит шансы на спасение пострадавших. Кроме того, сенсор может найти применение на промышленных предприятиях, где работники контактируют с метанолом, снижая риски профессиональных отравлений.

Несмотря на перспективы, ученые предупреждают о существующих ограничениях. В частности, сложность точного распознавания метанола при высоком содержании этанола и возможном присутствии других летучих соединений в дыхании, таких как ацетон или изопропанол, требует дальнейших исследований и улучшений. Тем не менее, разработка представляет собой важный шаг на пути к созданию эффективного и недорогого средства для борьбы с отравлениями, вызванными суррогатным алкоголем.