技術(shù)演示設(shè)計(jì)中使用的概念：確定當(dāng)?shù)鼐用竦乃�質(zhì)問(wèn)題，對(duì)棉花進(jìn)行修飾以發(fā)光以指示氟化物含量，技術(shù)演示設(shè)計(jì)和構(gòu)造以及將氟化物含量轉(zhuǎn)移到要處理的智能手機(jī)并分享。，信州大學(xué)木村實(shí)驗(yàn)室

聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)第6號(hào)解決了所有人獲得清潔水和衛(wèi)生設(shè)施的需求。在世界范圍內(nèi)，三分之一的人無(wú)法獲得安全的飲用水，五分之二的人沒(méi)有使用肥皂和水的基本洗手設(shè)施。

水質(zhì)也與溶解元素有關(guān)。對(duì)于氟化物，建議控制量以保護(hù)牙齒，例如牙膏中所含的氟。較高的含量會(huì)導(dǎo)致氟中毒，干擾牙釉質(zhì)的形成，糾正骨骼的生長(zhǎng)以及導(dǎo)致脊柱和關(guān)節(jié)的嚴(yán)重畸形。如果無(wú)法獲得適當(dāng)?shù)墓┧�網(wǎng)絡(luò)，則農(nóng)村地區(qū)水中氟化物濃度較高的發(fā)生率較高。

水中的氟化物是人為來(lái)源而不是人為來(lái)源-水中的氟化物濃度取決于河床中的地質(zhì)構(gòu)造。因此，氟化物在受災(zāi)地區(qū)的分布可能不均勻，并且具有安全和不安全氟化物含量的水源可能彼此靠近。在這種情況下，氟化物問(wèn)題可以由配備了特定設(shè)備的當(dāng)?shù)鼐用駚?lái)解決，該設(shè)備可以檢測(cè)水中的氟化物含量并幫助他們食用安全的水。

氟化物檢測(cè)的設(shè)備成本中等到很高，需要培訓(xùn)才能有效使用。這對(duì)于農(nóng)村地區(qū)的居民來(lái)說(shuō)是無(wú)法承受的。由于這些原因，信州大學(xué)木村睦三教授和Eugenio Otal博士領(lǐng)導(dǎo)的小組決定開(kāi)發(fā)可負(fù)擔(dān)得起的便攜式設(shè)備，該設(shè)備可以以簡(jiǎn)單的方式低成本地檢測(cè)氟化物。他們的研究最近發(fā)表在《歐洲化學(xué)雜志》上。開(kāi)發(fā)的技術(shù)演示的成本約為23美元，但如果擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，則該價(jià)格可以降低到不到一半。主要成本與可用于許多確定的電子設(shè)備有關(guān)。

基于鑭系元素的金屬有機(jī)框架（MOF）由于對(duì)氟化物具有高親和力并在可見(jiàn)光譜中具有強(qiáng)發(fā)射性，因此為氟化物感測(cè)提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。氟化物對(duì)鑭系元素的強(qiáng)親和力將MOF轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氟化物，從而使鑭系元素?zé)晒忖�滅。這種強(qiáng)度變化可用于確定飲用水中的氟化物含量。信州大學(xué)的研究人員選擇棉作為其親水性的基質(zhì)，可以與多孔MOF很好地協(xié)同作用，并且可以很好地控制設(shè)備中引入的液體樣品的數(shù)量，從而使結(jié)果可重復(fù)并簡(jiǎn)化了以前使用的系統(tǒng)。

這些創(chuàng)新與該小組以前的開(kāi)發(fā)相兼容，該開(kāi)發(fā)已于今年1月在A(yíng)CS傳感器上發(fā)表。在上一篇文章中，他們介紹了基于A(yíng)rduino微控制器的電子平臺(tái)，該微控制器使用智能手機(jī)作為電源和數(shù)據(jù)采集平臺(tái)。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)省去了電池和屏幕，降低了成本，并允許將氟化物定量信息直接傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)。設(shè)備中使用的Arduino代碼也可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用竦囊�求進(jìn)行修改。

為了傳輸信息，開(kāi)發(fā)了友好的圖形界面（hello.fridie.de/zensorics-app/），它從智能手機(jī)GPS收集氟化物定量數(shù)據(jù)，時(shí)間，日期和位置，并通過(guò)電子郵件，SMS， WhatsApp或任何即時(shí)消息服務(wù)將包含在安全用水地圖中，以便與其他當(dāng)?shù)鼐用窆蚕怼?/p>

這個(gè)新穎的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了4.0行業(yè)的概念，它是3D可打印的，Arduino可編程的，開(kāi)源的，并且該設(shè)備可以在本地生產(chǎn)和分發(fā)。所有這些創(chuàng)新產(chǎn)生了一種低成本的設(shè)備，未經(jīng)培訓(xùn)的用戶(hù)可以輕松操作該設(shè)備。

下一步是實(shí)現(xiàn)性能更高的MOF。實(shí)際系統(tǒng)使用紫外線(xiàn)LED激發(fā)鑭系元素MOF并檢測(cè)綠色發(fā)射。第一作者Eugenio Otal說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)了這種MOF的改進(jìn)型，可以用可見(jiàn)光激發(fā)，并且可以在紅外光中檢測(cè)到信號(hào)。這種創(chuàng)新可以降低電子設(shè)備的成本，并在紅外中使用更便宜，更靈敏的探測(cè)器電磁頻譜區(qū)域�！�

他們的最終目標(biāo)是使用此處使用的相同概念開(kāi)發(fā)一種用于水質(zhì)的便攜式設(shè)備，使其根據(jù)每個(gè)地區(qū)的要求進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并為聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)：確保獲得水和飲用水。便攜式和負(fù)擔(dān)得起的設(shè)備使衛(wèi)生成為現(xiàn)實(shí)。