Tím hannoverskej fyziky vyvíja mobilný rýchly test na detekciu toxických modrozelených rias -
Vedúci výskumného projektu Stefan Voll (v strede) so svojimi výskumnými asistentmi Larissou Moritzer (vľavo) a Tobiasom Pillom analyzujú údaje.
Tím Leibniz Universität Hannover je zapojený do projektu, ktorého cieľom je dosiahnuť veľké finančné úspory pri testoch vody - výhody by mali mať vodárne, obce a prevádzkovatelia kúpacích jazier.
Ak v lete voda v jazerách a rybníkoch zozelenie, sú to často sinice. Tieto mikroorganizmy, tiež známe ako modrozelené riasy, môžu obsahovať niektoré z najnebezpečnejších prirodzene sa vyskytujúcich toxínov na svete, cyanotoxíny. Ohrozené sú nimi najmä deti, ale aj nadšenci vodných športov a psy. Prehltnutie alebo kontakt s pokožkou s modrozelenými riasami môže viesť k podráždeniu pokožky a slizníc, hnačkám alebo horúčke. Napadnuté vody sú preto pravidelne uzavreté. S cieľom zaistiť bezpečnejšie vody je cieľom nového spoločného výskumného projektu „CyanoBacteria and Toxin Detection (CyBER)“ vyvinúť mobilný rýchly test na detekciu toxických modrozelených rias v nasledujúcich troch rokoch.
Vedeckým partnerom projektu je HOT - Centrum pre optické technológie v Hannoveri - na univerzite v Leibniz v Hannoveri pod vedením generálneho riaditeľa Prof. Dr. Bernhard Roth, ktorý vedie aj pracovnú skupinu F1 - Presné meranie (metrológia) v Klastri excelentnosti PhoenixD (Photonics, Optics, and Engineering - Innovation Across Disciplines): „V tomto projekte prenášame optické technológie vyvinuté v základnom výskume do praxe, čo umožňuje inovatívne a technológia presného merania, “hovorí Roth. „Z dlhodobého hľadiska by sme chceli implementovať také zložité systémy využívajúce aditívnu výrobu, napríklad 3D tlač, vybaviť ich umelou inteligenciou a sprístupniť ich na široké použitie. To veľmi dobre zapadá do nášho Klastra excelentnosti PhoenixD, ktorý skúma základy digitálnej, individualizovanej optickej výroby budúcnosti. “
Spoločnosť pre environmentálne analýzy bbe Moldaenke zo Schwentinental neďaleko Kielu koordinuje spoločný projekt, ktorého súčasťou je aj Inštitút hygieny a životného prostredia v Hamburgu, ktorý monitoruje vodné zdroje v regióne, a výrobca meracích prístrojov ADM z Krems II pri Bad Segebergu. Projekt je financovaný z finančnej iniciatívy spolkového ministerstva školstva a výskumu „KMU-Innovativ: Photonics and Quantum Technology“.
Technicky chcú vedci kombinovať niekoľko optických technológií: fluorescenčnú detekciu, holografiu a Ramanovu spektroskopiu. Týmto spôsobom je možné rozpoznať chemické zloženie látok na molekulárnej úrovni a určiť tvar a polohu predmetov. Vzorky vody sa skúmajú bezkontaktne a bez prípravy iba pomocou optických metód.
Plánovaný postup bude tiež rozoznávať cyanotoxíny, ktoré už boli vytvorené, ale ešte sa neuvoľnili, ako aj netoxické sinice, ktoré sú schopné neskoršej otravy. „Vďaka tejto inovácii bude možné efektívne monitorovať potenciálne ohrozené vodné plochy,“ hovorí Christoph Wetzel, doktorand a výskumný pracovník spoločnosti HOT. „Náš proces znamená významné zlepšenie oproti súčasnému stavu vedy a techniky,“ hovorí Dr. Ann-Kathrin Kniggendorf, v ktorej skupine v spoločnosti HOT sa uskutočňujú výskumné práce.
DR. Regine Redelstein, vedúca oddelenia vodnej biológie a ekotoxikológie na Inštitúte hygieny a životného prostredia v Hamburgu, hovorí: „Vďaka tejto technológii je možné na mieste vyhodnotiť potenciálne riziko kvitnutia siníc, takže rozhodnutia o blokovaní vodného útvaru môžu byť prijímané rýchlejšie ako doteraz. To by malo v Hamburgu veľký význam pred významnými udalosťami, ako sú každoročný Iron Man alebo triatlon, kde sa ľudia kúpu v Alsteri. “
„Pre moju spoločnosť bbe znamená projekt nielen optický kvantový skok,“ hovorí Christian Moldaenke, výkonný riaditeľ spoločnosti bbe Moldaenke, „ale aj ekologický a ekonomický. Monitorovanie a zabezpečenie vody určenej na kúpanie a pitnej vody môže prebiehať mimoriadne husto, individuálna skúška bude možná iba za zlomok predchádzajúcich nákladov. Tím vidí veľký trhový potenciál nielen s dozornými orgánmi a dodávateľmi pitnej vody, ale aj s prevádzkovateľmi akvakultúry, rybármi a prevádzkovateľmi kúpacích jazier.
Klaster excelentnosti PhoenixD
Viac ako 100 vedcov z odborov fyziky, strojárstva, elektrotechniky, chémie, informatiky a matematiky uskutočňuje interdisciplinárny výskum v rámci Klastra excelentnosti PhoenixD na Leibniz Universität Hannover. Klaster skúma možnosti, ktoré digitalizácia ponúka pre nové optické systémy, ako aj ich výrobu a použitie.