卑詩華裔科學家研發低成本便攜式工具 快速辨識環境中的微塑膠粒

【星島綜合報道】微塑膠和奈米塑膠存在於我們的食物、水和我們呼吸的空氣中，進入我們的身體。該如何辨識微塑膠的存在呢？卑詩大學華裔研究人員開發了一種低成本的便攜式工具，可以準確測量一次性杯子和水瓶等日常來源釋放的塑膠。

該設備與應用程式配合使用，使用螢光標記來檢測尺寸從 50 奈米到 10 微米（肉眼無法檢測到）的塑膠顆粒，並在幾分鐘內提供結果。

開發該工具的土地與糧食系統學院助理教授楊天喜 (Tianxi Yang，音譯) 說：「較大的塑膠碎片分解成微塑膠和奈米塑膠，對糧食系統、生態系統和人類健康構成了重大威脅，這項新技術可以快速、廉價地檢測這些塑料，這有助於保護我們的健康和生態系統。」

奈米和微塑膠是降解塑膠材料（如午餐盒、杯子和器皿）的副產品，奈米塑膠特別影響人類健康，因為它們吸收毒素和穿透人體內生物屏障的能力很強。

檢測這些塑膠通常需要熟練的人員和昂貴的設備。楊天喜的團隊希望讓檢測更快、更輕鬆、更可靠。

他們製作了一個可生物降解的小型 3D 列印盒子，其中包含無線數位顯微鏡、綠色 LED 燈和激發濾光片。為了測量塑料，他們使用機器學習演算法定制了 MATLAB 軟體，並將其與影像擷取軟體結合。

最終形成一種便攜式工具，可與智慧型手機或其他行動裝置配合使用，以顯示樣品中塑膠顆粒的數量。

(顯微鏡下顯示的微塑膠和奈米塑膠。)

該工具只需要微小的液體樣本（少於一滴水），就能使塑膠顆粒在顯微鏡中的綠色 LED 燈下發光，從而對其進行可視化和測量。無論是食品加工實驗室的技術人員還是對早上喝的咖啡感到好奇的人，結果都很容易理解。

楊天喜團隊曾測試一次性聚苯乙烯杯，他們在杯子中倒入 50 毫升蒸餾沸水，然後冷卻 30 分鐘。結果顯示，杯子釋放出數億個奈米尺寸的塑膠顆粒，大約是人類頭髮寬度的百分之一或更小。

與楊天喜一起做研究的土地與食品系統學院的碩士生楊浩明 (Haoming Yang，音譯) 說： 「每次測試僅需 1.5 仙，成本低廉。」

該工具目前已校準為測量聚苯乙烯，但可以調整機器學習演算法以測量聚乙烯或聚丙烯等不同類型的塑膠。接下來，研究人員的目標是將該設備商業化，以分析塑膠顆粒，以用於其他現實世界的應用。

兩位華裔科學家強調，為了減少塑膠攝入，重要的是要避免使用石油基塑膠產品，選擇玻璃或不銹鋼等替代品作為食品容器。開發可生物降解的包裝材料對於取代傳統塑膠並邁向更永續的世界也很重要。

圖：UBC官網(credit: Martin Dee & Peter Yang)

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