Urządzenie zwiększające ochronę przed zagrożeniami chemicznymi
Tradycyjne detektory zagrożeń chemicznych wykorzystujące spektrometrię mas lub ruchliwości jonów, często są nieporęczne i drogie. Chociaż wykrywanie oparte na testach immunologicznych zapewnia wyższą specyficzność, za jego pomocą nie można wykryć pełnego zakresu ewoluujących zagrożeń.
Ręczne urządzenie Raman-SERS ze sztuczną inteligencją
W ramach finansowanego ze środków UE projektu SERSing(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowano ręczne urządzenie Raman-SERS wykorzystujące sztuczną inteligencję (AI), zdolne do szybkiego wykrywania i identyfikacji zagrożeń chemicznych w cieczach o niskim stężeniu. Trwają też prace nad odpowiednikiem do wykrywania w gazach. Spektroskopia Ramana(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (RS, ang. Raman Spectroscopy) to technika analizy chemicznej stosowana do identyfikacji nieznanych, podejrzanych związków stałych lub ciekłych. W systemie powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii ramanowskiej (SERS) dane o zagrożeniu oznaczone geograficznie są przesyłane na platformę internetową, aby wspierać szybkie podejmowanie decyzji. „Nasze urządzenie może być używane przez służby ratownicze, instalowane na stałe i montowane na robotach lub dronach” — wyjaśnia koordynator projektu, Tomas Rindzevicius z firmy Silmeco(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Danii. „Kiedy zaczynaliśmy, analiza danych SERS z wykorzystaniem sztucznej inteligencji była stosunkowo nowa. Okazała się być wspaniałym uzupełnieniem naszego zestawu narzędzi do wykrywania”.
Korzyści z bardziej czułej metody RS
Podłoża SERS opracowane w ramach projektu SERSing są już wykorzystywane przez partnera projektu Serstech w ich zestawie do SERS, który może być używany do wykrywania i identyfikacji różnych zagrożeń chemicznych w próbkach cieczy. Urządzenie Serstech jest wyposażone w funkcje geolokalizacji — śledzi próbki, tzn. ich miejsce pobrania oraz późniejszy transport — co ma kluczowe znaczenie w działaniach terenowych. Urządzenie można również podłączyć zdalnie, aby przesyłało dane do centralnego systemu sterowania lub platformy opartej na chmurze, przy czym wiele urządzeń może działać w sposób skoordynowany, zapewniając kompleksowy przegląd zagrożeń. „Monitorowanie w czasie rzeczywistym usprawnia podejmowanie decyzji, umożliwiając zespołom szybkie reagowanie, zarządzanie zasobami i skuteczniejsze powstrzymywanie zagrożeń. System można również przeszkolić w zakresie wykrywania pojawiających się zagrożeń w miarę ich rozwoju, co poprawia ogólną świadomość sytuacyjną i bezpieczeństwo” — mówi Rindzevicius.
SERSing stoi za nowym przełomowym wynalazkiem
W ostatnim czasie projekt zaowocował kilkoma zgłoszeniami patentowymi — w tym jednym od Szwedzkiej Agencji Badań Obronnych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (FOI). Szwedzka agencja FOI wykorzystała część prac projektu SERSing w zakresie SERS do opracowania nowego, zgłoszonego do opatentowania rozwiązania, które może umożliwić szybkie wykrywanie różnych środków paralityczno-drgawkowych i pestycydów w fazie ciekłej i gazowej. Innowacyjność metody opracowanej przez FOI polega na wykorzystaniu opatentowanego związku do funkcjonalizacji powierzchni SERS. „Możemy porównać ten związek do nano-anteny pomagającej zbierać sygnały SERS od środków paralityczno-drgawkowych, które są w fazie parowej lub gazowej, lub które znajdują się w złożonych płynach wieloskładnikowych” — wyjaśnia Rindzevicius. Według Rindzeviciusa, wynalazek FOI pomoże w realizacji celu projektu SERSing, jakim jest stworzenie opłacalnych i niezawodnych ręcznych urządzeń do wykrywania bojowych środków chemicznych (CWA) i pestycydów w fazie ciekłej i gazowej. Rzeczywiście Serstech rozważa licencjonowanie praw patentowych od FOI po zgłoszeniu wynalazku. „Praca z substancjami CWA i powiązaną technologią jest nie tylko kosztowna i czasochłonna, ale wymaga również bardzo specjalistycznej wiedzy, zezwoleń, wyposażenia i protokołów bezpieczeństwa — wszystkie z nich zostały opracowane podczas naszych prac” — mówi Rindzevicius. „Bez projektu SERSing, FOI nie byłaby w stanie stworzyć tej ekscytującej nowej koncepcji, zsyntetyzować związku i, co najważniejsze, rygorystycznie go przetestować”. Osiągnięcia projektu SERSing są również zgodne z potrzebami zidentyfikowanymi przez unijną inicjatywę ENCIRCLE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w zakresie lepszego wykrywania, identyfikacji, modelowania, oceny ryzyka i ograniczania wpływu niebezpiecznych środków chemicznych.