Sulalit Bandyopadhyay arbetar med att göra konstgjord sand som innehåller DNA. Målet är att använda sanden för att spåra vattenflöden, vilket är användbart för att förstå var föroreningar kommer ifrån, till exempel. Kredit:Per Henning, NTNU
Ibland är det bra att följa en ström av vatten för att ta reda på var vattnet kommer ifrån och vart det sannolikt tar vägen.
Om en bäck blir förorenad, när kommer föroreningarna att nå en dricksvattenkälla som bäcken rinner ut i? Hur mycket av denna förorening gör det hela vägen nedströms?
Och när trycket försvinner från din kran för att något är fel med vattenförsörjningen, var finns egentligen blockeringen eller läckan?
Med hjälp av nanoteknik, forskare vid NTNU bygger små spårämnen som ska göra det lättare att följa komplicerade flödesvägar, oavsett om de är avlopp eller floder.
Dessa spårämnen är partiklar som är designade för att vara lätta att lägga i och ta bort från vattnet, och som också är lätta att känna igen efteråt.
Obegränsade möjligheter
För närvarande, endast ett fåtal spårämnen för spårningsvätskor finns. Men ett stort och komplext nätverk som grundvatten kräver massor av olika spårämnen.
"Huvudidén med projektet är att bygga DNA-baserade spårämnen, " säger Sulalit Bandyopadhyay, en postdoktor vid NTNU:s institution för kemiteknik.
Spårämnena använder artificiellt DNA. Detta DNA kan göras i ett praktiskt taget obegränsat antal varianter.
Att spåra var föroreningar i en flod kommer ifrån kan vara lättare om du har en markör i vattnet som färdas med strömmen. Kredit:Colourbox
De obegränsade varianterna "gör det möjligt för oss att få så många olika spårämnen som vi vill, säger Bandyopadhyay.
Att ha många distinkta spårämnen är användbart för att se hur vätskor strömmar i komplexa nätverk.
Påminner om sand
Det artificiella DNA:t är inkapslat i ett kiselbaserat skikt kombinerat med järnoxid. De resulterande partiklarna liknar sand och är magnetiska. Den här vägen, partiklarna kan extraheras från strömmen med hjälp av en magnet. Denna metod är bekväm i vatten med många främmande element.
"Spårämnena är inte så dyra att tillverka, " säger Bandyopadhyay, "och endast små mängder behövs, vilket ökar marknadsföringsmöjligheterna."
Partiklarna kan tillverkas i olika former och storlekar, vilket i sin tur kan göra dem lättare att skilja från varandra. Inkapslingen förhindrar också att DNA:t kommer i kontakt med miljön.
Denna grupp arbetar med att utveckla den konstgjorda sanden. Från vänster, Sulalit Bandyopadhyay, Anuvansh Sharma, Ahmad bin Ashar, Karthik Raghunathan och Abhishek Banerjee. Kredit:Per Henning, NTNU
Bandyopadhyay betonar att bara för att detta är DNA betyder det inte att det är ett levande material alls.
Processen kräver inte heller stora mängder av spårämnena. Till exempel, att lägga några milliliter i en flod räcker för att hitta spårämnena när du analyserar 1 till 10 mikroliter av ett vattenprov längre nedströms.
