حسگرهای تشخیص یون‌های فلزی سمی در محیط‌های آبی: وضعیت فعلی و چشم‌اندازهای آینده

چکیده

فلزات سمی مانند سرب، کادمیوم، آرسنیک، جیوه و کروم از طریق آلودگی آب، خطرات جدی زیست ‌محیطی و بهداشتی ایجاد می‌کنند. در حالی که تکنیک‌های آزمایشگاهی مرسوم دقت بالایی دارند، اغلب پرهزینه،زمان ‌بر و برای نظارت در زمان واقعی مناسب نیستند. پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های حسگر، جایگزین‌های قابل حمل، سریع و مقرون به صرفه‌ای را ارائه می‌دهند. کار حاضر، پیشرفت در حسگرهای الکتروشیمیایی، دستگاه‌های نیمه‌هادی مانند  ISFETها و HEMTs AlGaN/GaN و نانومواد را برای نظارت در زمان واقعی و در محل یون‌های فلزی سمی برجسته می‌کند. با این حال، چالش‌ها در دستیابی به پایداری طولانی‌مدت، تکرارپذیری و گزینش ‌پذیری در تجزیه و تحلیل مداوم آب همچنان باقی است. فرصت‌های آینده در ادغام این حسگرها با میکروفلوئیدیک، اتصال اینترنت اشیا و هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل خودکار داده‌ها، تشخیص‌های پیش‌بینی‌کننده و پلتفرم‌های قابل استقرار میدانی. این بررسی، مروری انتقادی بر فناوری‌ها، چالش‌ها و فرصت‌های فعلی ارائه می‌دهد و مسیرهایی را به سوی سیستم‌های حسگر نسل بعدی برای نظارت مؤثر بر کیفیت آب ترسیم می‌کند.