يؤدِّي التعرُّض إلى مستويات عالية من الرصاص في مياه الشرب وغيرها إلى أمراض عديدة، منها على سبيل المثال فقر الدم وتلف في الكلى والدماغ، وأحياناً الوفاة. ومن المعروف أن مصادر المياه حول العالم من أنهار وبحيرات وينابيع وغيرها تزداد تلوثاً مع مرور الزمن، وتشكِّل خطراً على الحياة البرية والزراعية أيضاً.

يتطلَّب الكشف عن مستويات الرصاص، وغيره من المواد السامة الآن إلى أخذ عيِّنات من الموقع إلى مختبر، وانتظار عدَّة أيام للحصول على النتائج. وفي غضون ذلك يكون قد وقعت أضرار غير مرغوبة. ولتجاوز هذه المعضلة، طوَّر باحثون من جامعة "روتجرز" في الولايات المتحدة، جهازاً مضغوطاً سمُّوه "مختبر محمول على رقاقة"

(lab-on-a-chip)، لقياس مستويات الرصاص السام في الرواسب في قاع الأنهار والبحيرات والقنوات والموانئ والمسطحات المائية الأخرى. وقد وردت تفاصيل دراستهم في التقرير المنشور على موقع "روتجرز" في 26 أغسطس 2020م.


يمكن اختبار الرواسب التي تم جمعها بواسطة سفينة بسرعة بحثاً عن الرصاص السام باستخدام جهاز مختبر محمول على رقاقة. يستخرج الجهاز الصغير الرصاص من عيِّنة وينقِّيها باستخدام أكسيد الجرافين ككاشف للرصاص. الصورة: عزام غليزاده.


يتطلَّب الجهاز بضع دقائق فقط لتحديد كمية محتوى الرصاص في الماء. وهو أسرع بكثير من استخدام طرق الاختبار التقليدية، ويصبح سهل الاستعمال، مثل قياس درجة الحرارة. ويقول كبير مؤلفي الدراسة مهدي جافانمار: "بالإضافة إلى اكتشاف التلوث بالرصاص في العيِّنات البيئية أو المياه في أنابيب المنازل أو المدارس الابتدائية والجامعات، باستخدام أداة مثل هذه، يمكنك يوماً ما الذهاب إلى مطعم السوشي والتحقق مما إذا كانت السمكة التي طلبتها تحتوي على الرصاص أو الزئبق".

يستخدم الجهاز طبقة رقيقة من أكسيد الجرافين لاستخراج الرصاص من عيِّنة الرواسب وتنقيتها. والجرافين هو عبارة عن شبكة من الجرافيت بسُمك الذرَّة، وهي المادة نفسها المستخدمة في أقلام الرصاص. ووفقاً لدراسة نُشرت في "فرونيرز أن فيزيكس" 28 يناير 2019م، فإن أكسيد الجرافين مادة واعدة جداً وصديقة للبيئةتشمل التطبيقات الأخرى الممكنة لأكسيد الجرافين الأقطاب الكهربائية الشفافة، والإلكترونيات المرنة، والخلايا الشمسية، وبطاريات الليثيوم، والمكثفات الفائقة، والمرشحات الغشائية، والمواد الماصة، والمحفزات، وأجهزة الاستشعار وغيرها كثير. لأكسيد الجرافين تطبيقات في الطب والأحياء والكيمياء كذلك.