Los investigadores han desarrollado un nuevo método basado en la luz para identificar partículas de plástico en grandes volúmenes de agua. El nuevo sistema podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo se distribuyen las partículas diminutas en las profundidades del océano.

"El enfoque que demostramos allana el camino a largo plazo, Análisis a escala global de partículas marinas y microplásticos utilizando grandes redes de plataformas de observación. como flotadores o planeadores, ", dijo el miembro del equipo de investigación y autor principal Tomoko Takahashi de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre." Estas redes pueden permitir que los cambios en la distribución y abundancia de partículas de aguas profundas sean rastreados a lo largo del tiempo en alta resolución. Esta información puede proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo se distribuyen los microplásticos de partículas marinas en las profundidades marinas ".

En la revista Optical Society (OSA) Applied Optics, los investigadores informan cómo combinaron imágenes holográficas de alta resolución con la información química disponible de la espectroscopia Raman para crear un sitio, o in situ, método de detección que algún día podría usarse para detectar, Identificar y medir la distribución de partículas que se encuentran en el océano sin ninguna preparación o manipulación de muestras.

"Hasta aquí, Solo ha sido posible medir la distribución masiva de partículas in situ, ", dijo Takahashi." Para comprender la distribución de tipos específicos de partículas, necesitamos ser capaces de resolver su forma y composición con suficiente sensibilidad para detectar solo unas pocas partículas en un litro de agua de mar ".

Combinando imágenes e información espectral

Hoy dia, El estudio de partículas en el océano generalmente requiere recolectar partículas que se han acumulado en un filtro o trampa y luego llevarlas a un laboratorio para su análisis. Esto es costoso porque requiere enviar barcos y vehículos submarinos sofisticados a áreas remotas del océano. a menudo varias veces durante un período de meses o años. Incluso entonces, el enfoque solo revela lo que está ocurriendo en unas pocas ubicaciones discretas durante un período de tiempo fijo.

Para lograr un monitoreo continuo, Los investigadores desarrollaron una configuración de laboratorio compacta en la que se envió un solo rayo láser a través de un canal de agua de mar de varias decenas de centímetros de largo. Cuando una partícula pasa por el canal, interactúa con la luz y genera un patrón de interferencia óptica que se puede utilizar para determinar la forma de la partícula con alta resolución. Una pequeña proporción de la luz también interactúa con la partícula a nivel molecular, cambiando la longitud de onda de la luz y dejando una huella digital espectral que se puede utilizar para detectar la composición de la partícula.

Los investigadores utilizaron su configuración para el reconocimiento y la identificación química de dos tipos de partículas plásticas. Esto demostró la capacidad del sistema para identificar morfológica y químicamente partículas de plástico en un gran volumen de agua gastando poca energía.

Hacia observaciones a largo plazo

"Al poder combinar estos métodos en un compacto, La configuración de baja energía es importante para futuras aplicaciones de este método de detección que utiliza una larga duración, plataformas robóticas móviles en el océano, ", dijo Takahashi." Nuestra técnica también se puede utilizar para observar partículas orgánicas, como plancton y minerales inorgánicos, que puede ayudar a proporcionar información importante sobre los ciclos de nutrientes y otros químicos en el océano ".

Para acercarse a su objetivo a largo plazo de un sistema de observación continua del océano, los investigadores están trabajando para aumentar la sensibilidad del instrumento y automatizar completamente la adquisición y el análisis de datos. Debido a que los anchos de banda de comunicación para ubicaciones remotas en el mar son demasiado bajos para transmitir imágenes y espectros sin procesar, Será importante determinar de manera confiable el tipo de partícula en el punto de observación, de modo que solo los resultados procesados ​​deban transmitirse a la costa.