Amélioration de la détection de l'arsenic dans l'eau, les aliments et le sol
Le capteur peut identifier le contenu global et la forme des molécules contenant de l'arsenic à de très faibles concentrations
Dominique Vouagner
Dans le Journal of Applied Physics, publié par AIP Publishing, une équipe de scientifiques français a fabriqué des surfaces d'argent nanostructurées sensibles pour détecter l'arsenic, même à de très faibles concentrations.
Les capteurs utilisent la spectroscopie Raman améliorée par la surface (SERS). Lorsqu'une molécule contenant de l'arsenic adhère à la surface, elle est également frappée par un laser. Le composé d'arsenic diffuse la lumière laser, créant une signature identifiable qui indique sa présence.
"L'arsenic existe dans l'eau sous différentes formes, il est donc important de pouvoir quantifier les espèces, en plus de la teneur globale", a déclaré l'auteur Dominique Vouagner. "En utilisant SERS, nous pouvons détecter et spécier les polluants, même à la plus faible concentration. Cela inclut l'arsenic, qui ne devrait pas dépasser 10 ppb, conformément aux recommandations de l'Organisation mondiale de la santé."
L'équipe a comparé les performances de détection et de spéciation de deux substrats SERS. L'un a été préparé par évaporation thermique classique, où le matériau est chauffé jusqu'à ce qu'il se vaporise. L'autre a été créé par un procédé sans courant, dans lequel un revêtement est déposé sur un matériau en le plongeant dans un liquide et en déclenchant une réaction chimique. Ce dernier s'est révélé beaucoup plus sensible et sa production est relativement facile et sûre, selon M. Vouagner.
"Notre technique de développement de ce substrat SERS est simple à fabriquer, car les films sans courant peuvent être facilement déposés sur divers substrats", a-t-elle déclaré. "De plus, les composés de départ sont peu toxiques pour l'environnement, ce qui constitue un avantage pour les mesures de détection dans l'eau naturelle et l'eau potable."
Cette technique s'écarte des méthodes de référence existantes pour la spéciation de l'arsenic à l'état de traces, qui sont longues et coûteuses. Les méthodes conventionnelles nécessitent également un prétraitement des échantillons en laboratoire et ne sont donc pas idéalement adaptées aux analyses sur le terrain.
En outre, la nouvelle méthode fait appel à un substrat solide, qui permet une interrogation optique.
Parce qu'ils sont moins "bruyants", les systèmes de détection optiques sont beaucoup plus sensibles que les systèmes électroniques", a déclaré l'auteur Bernard Dussardier. "En même temps, ils sont moins sensibles aux champs électromagnétiques parasites. De plus, la technique SERS permet de mesurer directement les propriétés physico-chimiques, alors que les systèmes électroniques, et certains autres systèmes optiques, sont indirects."
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