03.08.2020 - University of South Australia

Keep safe and cool in the pool

Neuartiger Mikrochip erledigt schnell und kontinuierlich die gesamte Arbeit eines Chemielabors

Ein neuer Mikrochip, der eine kontinuierliche Überwachung von pH-Wert und Chlorgehalt in Schwimmbädern ermöglicht, wird die Wassersicherheit und -hygiene für mehr als 2,7 Millionen Australier erheblich verbessern, da neue Forschungsergebnisse zeigen, dass er eine konsistente und genaue Poolchemie für ein zuverlässiges Poolmanagement liefern kann.

Die neue "Lab-on-a-Chip"-Technologie wurde von der University of South Australia unter Einsatz von erstklassigen Fertigungskapazitäten in Zusammenarbeit mit dem Elektronikforschungs- und Fertigungsunternehmen Tekelek Australia entwickelt und macht die Überwachung von Swimmingpools erschwinglicher, zuverlässiger und einfach zu installieren - sogar an bestehenden Pools.

Der UniSA-Forscher und Mikro-/Nanofabrikationsexperte, Assoc-Professor Craig Priest, sagt, dass der Mikrofluidik-Chip eine wichtige Ergänzung für australische Swimmingpools sein könnte, insbesondere da COVID-19 das Bewusstsein der Menschen für die Bedeutung der Poolhygiene schärft.

"Die Pool-Chemie hält die Schwimmer vor Viren und Bakterien sicher, doch es erfordert viel Mühe, sie richtig hinzubekommen", sagt Assoc Prof. Priest.

"Die Verwaltung des Swimmingpools im Hinterhof wäre viel einfacher mit einem kontinuierlichen und automatisierten Wasserqualitätssensor, der den ganzen Sommer über zuverlässig genaue Chlor- und pH-Werte messen kann.

"Der Sensor, den wir entwickelt haben, ist im Wesentlichen ein 'Lab-on-a-Chip' - ein Netzwerk mikroskopisch kleiner Röhren, die durch einen Chip in Kreditkartengröße verlaufen.

"Der Chip erledigt schnell und kontinuierlich die gesamte Arbeit eines Chemielabors mit winzigen Mengen der Chemikalie, ohne den Beckenrand zu verlassen.

"Für Schwimmbadbesitzer entfällt damit die mühsame Aufgabe, Schwimmbäder manuell zu testen, und es wird eine Überbeanspruchung der Poolchemikalien vermieden, was Zeit, Geld und vor allem das Infektionsrisiko durch falsche Poolchemie spart.

In Australien leben 2,7 Millionen Menschen (13 Prozent der Bevölkerung) in einem Haus mit Swimmingpool. Gegenwärtig werden bestehende Schwimmbad-Überwachungssysteme - entweder drahtlose Schwimmbad-Sensoren mit teurer Hardware oder arbeitsintensive manuelle Testkits, wie sie in Baumärkten gekauft werden - zur Überwachung der Sicherheit von Chemikalien in Schwimmbädern eingesetzt.

Aber, wie Assoc Prof. Priest sagt, könnte die Aufforderung an die Poolbesitzer, Hinterhofchemiker zu sein, den Sommerspaß in ein Gesundheitsrisiko verwandeln.

"Viele der häuslichen Schwimmbadproben zeigten Mängel bei der manuellen Schwimmbadprüfung", sagt Assoc Prof. Priest.

"Der Swimmingpool einer Familie war ernsthaft mit Chlor überdosiert, doch sie hatten keine Ahnung.

"Nachdem sie gerade ihr Haus gekauft hatten, machten sie einen schnellen Wassercheck im örtlichen Schwimmbadladen und erhielten die Auskunft, dass das Wasser 'genug' Chlor enthielt, zeigten aber nicht, dass es tatsächlich zu viel war.

"Einige Wochen später war der Chlorgehalt auf Null gesunken, was nicht nur auf ein Problem mit dem Chlorinator hinwies, sondern auch zeigte, wie schnell die Poolchemie unsicher werden kann.

Im Rahmen der Forschung wurden Proben von 12 Schwimmbädern (neun inländische, zwei öffentliche und ein öffentliches Freibad) getestet, wobei bei mehreren Gelegenheiten Maßnahmen ergriffen wurden. Jede Probe hatte ihre eigene Umgebungssituation - häufige Benutzung in der Öffentlichkeit, hohe Blattmenge, verschiedene Chlorierungsmethoden - und sorgte so für realistische Sensorherausforderungen.

Eine Überdosierung von Chlor kann nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit der Haut, der Augen und des Immunsystems haben, während eine Unterdosierung das Infektionsrisiko für Schwimmer erhöht.

Forschungspartner Stephen Thornton, Tekelek Australia, sagt, dass der neue Mikrochip ein Massenpotenzial sowohl für private als auch für öffentliche Schwimmbäder hat.

"Im Moment ist die Notwendigkeit, gesund zu bleiben, für uns alle von höchster Bedeutung, und obwohl wir uns im Allgemeinen in unserem eigenen Garten sicher fühlen, müssen wir daran denken, dass alle Schwimmbäder genau und effizient überwacht werden müssen, um die Wassersicherheit zu gewährleisten", sagt Thornton.

"Die Partnerschaft mit UniSA hat es uns ermöglicht, ein Produkt zu entwickeln, das wirklich den Bedürfnissen des Marktes entspricht und gleichzeitig die öffentliche Gesundheit und Sicherheit gewährleistet.

Das Forschungsteam befindet sich derzeit in der Endphase der Entwicklung des Mikrochips in Zusammenarbeit mit der Industrie und hofft, ihn bald auf den Markt zu bringen.

Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.

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