Команда фізиків з Ганновера розробляє мобільний експрес-тест для виявлення токсичних синьо-зелених водоростей -
Керівник дослідницьких проектів Стефан Фолл (в центрі) зі своїми асистентами Ларисою Моріцер (зліва) та Тобіасом Піллом, які аналізують дані.
Команда університету Лейбніца в Ганновері бере участь у проекті, який має на меті зробити великі фінансові економії на випробуваннях води - гідротехнічні споруди, муніципалітети та оператори озер, що купаються
Якщо вода в озерах і ставках для купання влітку зеленіє, це часто ціанобактерії. Ці мікроорганізми, також відомі як синьо-зелені водорості, можуть містити деякі найнебезпечніші в природі токсини у світі - ціанотоксини. Зокрема, діти, а також любителі водних видів спорту та собаки знаходяться в зоні ризику. Оскільки ковтання або контакт шкіри з синьо-зеленими водоростями може призвести до подразнення шкіри та слизової оболонки, діареї або лихоманки. Тому заражені води регулярно закриваються. Для того, щоб зробити води безпечнішими, новий спільний дослідницький проект "CyanoBacteria and Toxin Detection (CyBER)" хоче розробити мобільний швидкий тест для виявлення токсичних синьо-зелених водоростей протягом наступних трьох років.
Науковим партнером проекту є HOT - Ганноверський центр оптичних технологій - при Університеті Лейбніца в Ганновері під керівництвом директора проф. Бернхард Рот, який також очолює робочу групу F1 - Точні вимірювання (метрологія) в кластері досконалості PhoenixD (Фотоніка, оптика та інженерія - інновації в різних дисциплінах): «У цьому проекті ми переносимо оптичні технології, розроблені в рамках базових досліджень, на практику, що дозволяє інноваційним та точна технологія вимірювання », - говорить Рот. «У довгостроковій перспективі ми хотіли б впровадити такі складні системи з використанням адитивного виробництва, наприклад, 3D-друк, оснастити їх штучним інтелектом та зробити доступними для широкого використання. Це дуже добре поєднується з нашим Кластером досконалості PhoenixD, який досліджує основи цифрового, індивідуалізованого оптичного виробництва майбутнього ".
Компанія з екологічного аналізу bbe Moldaenke з міста Швентиненталь біля Кіля координує спільний проект, до якого також входить Інститут гігієни та навколишнього середовища в Гамбурзі, який здійснює моніторинг водних ресурсів у регіоні, та виробник вимірювальних приладів ADM з Кремса II поблизу Бад-Зегеберга. Проект фінансується за рахунок фінансової ініціативи "КМУ-Інноватів: Фотоніка та квантові технології" Федерального міністерства освіти та досліджень.
Технічно дослідники хочуть поєднати кілька оптичних технологій: виявлення флуоресценції, голографію та спектроскопію КРС. Таким чином, хімічний склад речовин можна розпізнати на молекулярному рівні та визначити форму та положення предметів. Зразки води досліджуються безконтактно та без підготовки лише оптичними методами.
Запланований процес також визначить ціанотоксини, які вже утворилися, але ще не виділилися, та виявить нетоксичні ціанобактерії, здатні пізніше отруїтись. "Завдяки цій інновації можна буде ефективно контролювати потенційно загрожувані акваторії", - говорить Крістоф Ветцель, докторант та науковий співробітник HOT. "Наш процес означає значне поліпшення сучасного стану науки і техніки", - говорить д-р. Енн-Катрін Книггендорф, в групі якої в HOT проводяться дослідницькі роботи.
Лікар. Реджин Редельштейн, керівник відділу водної біології та екотоксикології Інституту гігієни та навколишнього середовища в Гамбурзі, каже: „Завдяки цій технології потенційний ризик цвітіння ціанобактерій можна оцінити на місці, щоб рішення про блокування водного об’єкта могли прийматися швидше, ніж раніше. Це мало б велике значення в Гамбурзі до таких великих подій, як щорічний Залізний Людина або триатлон, де люди плавають в Альстері ".
«Для моєї компанії bbe проект означає не лише оптичний квантовий стрибок, - говорить Крістіан Молдаенке, керуючий директор bbe Moldaenke, - але також екологічний та економічний. Моніторинг та охорона води для купання та питної води може проходити надзвичайно щільно, індивідуальне тестування може проводитись лише на частку попередніх витрат ». Тим більше, що для подання заявки не буде потрібно спеціалістів. Команда бачить великий ринковий потенціал не лише з наглядовими органами та постачальниками питної води, а й з операторами аквакультури, рибалками та операторами плавальних озер.
Кластер досконалості PhoenixD
Більше 100 вчених з дисциплін фізики, машинобудування, електротехніки, хімії, інформатики та математики проводять міждисциплінарні дослідження в кластері досконалості PhoenixD при університеті Лейбніца в Ганновері. Кластер досліджує можливості, які пропонує цифровізація для нових оптичних систем, а також їх виробництво та застосування.