在全球范围内，铅污染一直是一个严重的公共卫生问题，世界卫生组织估计，全世界有2.4亿人接触的饮用水含有不安全含量的有毒铅。而饮用水中的铅含量超标会对人类健康造成严重威胁，特别是对儿童的大脑发育会产生不可逆转的影响。
传统的精确铅含量检测方法需要使用昂贵、庞大的专业设备，并且需要专业人员对样品进行处理，一次检测可能就需要数天时间，如果使用测试条简单进行测试，就只能得到铅是否存在的答案，而无法提供铅浓度的具体信息。
为了解决这一问题，麻省理工学院、南洋理工大学和多家企业组成的联合团队共同开发了一种新的传感器技术，这项技术不仅紧凑、廉价，而且能够以极高的精度快速测量水中的铅浓度。
检测设备实物
这项技术是一种基于光子芯片的检测方法，利用光进行测量，同时，通过一种名为费歇尔酯化的化学过程将环形分子冠醚附着到光子芯片表面(冠醚可以捕获特定的离子)。
测试中，这种芯片显示出极高的准确性，即使在水中铅浓度低至十亿分之一时也能检测出来，在更高浓度下，精确度可达到4%以内。该设备可以在pH值为6至8的不同酸碱度的水中工作，覆盖了大多数环境样本，试验中研究人员也使用海水和自来水验证了其测量的准确性。
更为重要的是，这项技术的潜力不仅限于检测铅，还可以扩展到检测水中的其他污染物，如镉、铜、锂、钡、铯和镭等，因为设备可以与简单的“墨盒”一起使用，只要针对不同的元素去更换不同的冠醚，就可以检测不同的元素。
芯片表面概念图
目前，该芯片系统想要实际制作成实用的集成手持设备还需要进一步的工作，其中涉及到机械设计、光学设计、化学处理以及供应链管理等问题，不过由于该系统的基本概念相对简单，预计在2-3年内就能投入商业部署。
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