由碳点制成的可持续水质传感器

格里菲斯大学（Griffith University）的研究人员已经利用人发废料开发了可持续的有机高科技设备，用于污染物的水质测试。

秦力教授和昆士兰理工大学工程与建筑环境学院的研究人员团队从人发废料中合成了碳点，这些碳点可以检测水中的痕量氯仿，而氯仿是水消毒的主要副产品。

研究人员发表在《可持续材料与技术》上，在缺氧的环境中通过将头发加热到180oC，以一种无化学物质的可持续过程制造了高度荧光的碳点CD。

碳点是小的碳纳米颗粒（尺寸小于10nm），表面具有不同的官能团，当暴露于一系列化学和生化污染物时具有发荧光的能力。

当碳点上的表面官能团与特定化学物质相互作用时，荧光强度发生变化，使其非常适合化学传感器应用。

李教授说，碳点所针对的污染物可能与制造头发的人一样独特。

李教授说：“听起来可能很奇怪，但是头发是一种非常有价值的废物。”

“富含蛋白质，并且富含碳和氮，它是转化成有用材料（例如碳点）的极佳前体。由于头发富含氮，因此当我们改变热处理条件时，我们会生产出含不同氮的碳点。它们表面上结合特定污染物的官能团。”

值得注意的是，研究人员还发现，不同颜色的头发会产生碳点，这些碳点优先对不同的污染物做出反应。

“在乌黑的头发显示出高特异性，用于检测水中氯仿的污染，而我们测试的金发是金属物质如镁更高的敏感度，”前格里菲斯大学研究员伊赫桑Eftekhari博士说。

这些源自黑发的碳点在表面上具有基于氮的感应触角，因此具有很高的灵敏度，可以检测到每十亿个水分子中只有三个分子中存在的氯仿。

合著者Fred Leusch教授说：“氯化法是水处理中被广泛采用的消毒方法，用于减少病原体风险和水传播的疾病，但它也会产生与较高癌症发生率和高癌症率相关的副产物。”担任澳大利亚水质咨询委员会主席。

“因此，开发传感器以实时监测治疗中所用氯的量和副产物的浓度对公共卫生至关重要。”

碳点传感器甚至可以分辨出非常相似的化学污染物之间的区别。

李教授说：“在这项研究中，我们发现碳点表面的氮基感应天线对氯仿敏感，但对化学相似的污染物溴仿却不敏感，这是因为它们的电子结构存在细微差别。”

“我一直惊讶于有多少生物材料可以教我们如何设计功能性产品，例如基于碳点的纳米传感器。利用生物废物在不使用任何有害溶剂的情况下为水质传感器制造碳点，使其成为一种真正遵循绿色化学原理的可持续技术。”

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