Perang kimia adalah salah satu bentuk konflik yang paling menghancurkan. Itu memanfaatkan bahan kimia beracun untuk menonaktifkan, membahayakan atau membunuh tanpa konfrontasi fisik. Di berbagai konflik, itu telah menyebabkan puluhan ribu kematian dan mempengaruhi lebih dari satu juta orang melalui cedera dan konsekuensi kesehatan jangka panjang.
Gas mustard adalah kelas bahan kimia yang bukan gas pada suhu kamar-ini adalah cairan berminyak kuning-coklat yang dapat menguap menjadi kabut beracun. Viktor Meyer menyempurnakan sintesis mustard menjadi bentuk yang lebih stabil. Gas mustard memperoleh ketenaran internasional selama Perang Dunia I dan telah digunakan sebagai senjata berkali -kali.
Henry Guttmann Collection/Hulton Archive Via Getty Images
Hampir tidak mungkin untuk menjamin bahwa gas mustard tidak akan pernah digunakan di masa depan, jadi cara terbaik untuk mempersiapkan kemungkinan adalah dengan mengembangkan cara yang sangat mudah untuk mendeteksinya di lapangan.
Rekan -rekan saya dan sayayang adalah ahli kimia dan peneliti sains material, tertarik untuk mengembangkan cara yang cepat, mudah dan dapat diandalkan untuk mendeteksi bahan kimia beracun di lingkungan. Tetapi melakukan hal itu akan membutuhkan mengatasi beberapa tantangan teknologi.
Efek pada kesehatan manusia dan komunitas
Gas mustard merusak tubuh pada tingkat sel. Ketika bersentuhan dengan kulit atau mata atau dihirup, ia larut dengan mudah dalam lemak dan jaringan dan dengan cepat menembus tubuh. Begitu masuk ke dalam tubuh, itu berubah menjadi bentuk yang sangat reaktif yang melekat pada dan merusak DNA, protein, dan bagian penting lainnya dari sel. Setelah bereaksi dengan DNA, kerusakan tidak dapat dibatalkan – itu mungkin menghentikan sel untuk berfungsi dengan baik dan membunuhnya.
Paparan gas mustard dapat memicu lepuh besar dan penuh cairan di kulit. Itu juga dapat sangat mengganggu mata, yang menyebabkan kemerahan, pembengkakan dan bahkan kebutaan permanen. Saat dihirup, itu membakar lapisan saluran udara, yang menyebabkan batuk, kesulitan bernapas dan kerusakan paru-paru jangka panjang. Gejala sering tidak muncul selama beberapa jam, yang menunda perawatan.
Laboratorium Penelitian Angkatan Laut
Bahkan paparan kecil dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius. Seiring waktu, itu dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh dan telah terkait dengan peningkatan risiko kanker Karena efeknya pada DNA.
Efek dari paparan satu kali hanya dibawa ke generasi berikutnya. Misalnya, penelitian telah dilaporkan kelainan dan gangguan fisik Pada anak -anak pria yang terpapar gas mustard, sementara beberapa pria menjadi tidak subur.
Cara terbaik untuk mencegah masalah kesehatan yang serius adalah dengan mendeteksi gas mustard lebih awal dan menjauhkan orang darinya.
Mendeteksi gas mustard lebih awal
Metode saat ini untuk mendeteksi gas mustard mengandalkan Teknik Kimia Canggih. Ini membutuhkan mahal, instrumen halus Itu sulit dibawa ke depan perang dan terlalu rapuh untuk disimpan di lapangan sebagai alat untuk mendeteksi bahan kimia beracun. Instrumen -instrumen ini secara konvensional dirancang untuk laboratorium, di mana mereka tinggal di satu lokasi dan ditangani dengan hati -hati.
Banyak peneliti telah berusaha meningkatkan teknik deteksi. Sementara masing -masing menawarkan sekilas harapan, mereka juga datang dengan kemunduran.
Beberapa ilmuwan telah bekerja pada biosensor elektrokimia yang dapat dipakai yang dapat mendeteksi gas mustard dalam bentuk cair dan uap. Mereka berhasil mengembangkan perangkat kecil yang memberikan peringatan waktu nyata. Tapi di sini, stabilitas menjadi masalah. Enzim terdegradasi, dan Kebisingan lingkungan dapat mengadu sinyal. Karena masalah ini, strip ini belum berhasil digunakan di lapangan.
Untuk menyederhanakan deteksi, yang lain berkembang strip uji polimer yang dicetak secara molekuler Menargetkan thiodiglycol, produk gangguan gas mustard. Strip ini berubah warna ketika mereka bersentuhan dengan gas, dan murah, portabel dan mudah digunakan di lapangan. Perhatian utama adalah bahwa mereka mendeteksi hadiah bahan kimia setelah penggunaan gas mustard, bukan agen itu sendiri, yang tidak cukup efektif.
Salah satu terobosan yang paling menjanjikan datang pada tahun 2023 dalam bentuk Probe fluoresenyang berubah warna saat mereka merasakan bahan kimia. Probe ini adalah alat detektif kecil yang mendeteksi atau mengukur bahan kimia target dan menghasilkan sinyal. Tetapi probe ini tetap rentan terhadap gangguan lingkungan seperti kelembaban dan suhu, yang berarti mereka kurang dapat diandalkan dalam kondisi lapangan yang kokoh.
Beberapa contoh lain yang sedang dikembangkan termasuk perangkat sensor kimia yang bisa dimiliki keluarga di rumah, atau bahkan a perangkat yang dapat dikenakan.
Namun, perangkat yang dapat dikenakan rumit, karena mereka harus kecil. Para peneliti telah berusaha mengintegrasikan nanomaterial kecil menjadi sensor. Tim lain sedang mencari cara menggabungkan kecerdasan buatan. Kecerdasan buatan dapat membantu perangkat menafsirkan data lebih cepat dan merespons lebih cepat.
Peneliti menjembatani kesenjangan
Sekarang di Universitas Washington di St Louis, Makenzie Walk Dan SAYA adalah bagian dari tim peneliti yang berupaya mendeteksi bahan kimia ini, dipimpin oleh Jennifer Heemstra Dan Mg temukan. Anggota lain adalah Seth Taylor, seorang peneliti postdoctoral di Georgia Tech.
Tim peneliti kami berharap untuk menggunakan pelajaran yang dipetik dari sensor sebelumnya untuk mengembangkan cara yang mudah dan andal untuk dengan cepat mendeteksi bahan kimia ini di lapangan. Pendekatan kami akan melibatkan pengujian desain sensor molekul yang berbeda pada senyawa yang dimodelkan setelah senjata kimia tertentu. Sensor akan memulai kaskade reaksi yang menghasilkan sinyal fluoresen berwarna cerah di laboratorium.
Kami mencari tahu bahwa senyawa bahan kimia ini bereaksi paling baik, dan yang mungkin membuat kandidat yang baik untuk digunakan dalam detektor. Tes -tes ini memungkinkan kita untuk menentukan berapa banyak bahan kimia yang diperlukan di udara untuk memicu reaksi yang dapat kita deteksi, serta berapa lama perlu di udara sebelum kita dapat mendeteksinya.
Selain itu, kami sedang menyelidiki bagaimana struktur bahan kimia yang bekerja dengan kami memengaruhi bagaimana mereka bereaksi. Beberapa bereaksi lebih cepat daripada yang lain, dan memahami perilaku mereka akan membantu kita memilih senyawa yang tepat untuk detektor kita. Kami ingin mereka cukup sensitif untuk mendeteksi bahkan sedikit gas mustard dengan cepat, tetapi tidak begitu sensitif sehingga mereka sering memberikan hasil positif yang salah.
Menghilangkan penggunaan bahan kimia ini akan menjadi pendekatan terbaik untuk menghindari kekambuhan di masa depan. Itu Konvensi Senjata Kimia 1997 melarang produksi, penggunaan dan akumulasi senjata kimia. Tetapi negara -negara seperti Mesir, Korea Utara dan Sudan Selatan belum menandatangani atau secara resmi mengadopsi Perjanjian Kontrol Senjata Internasional.
Untuk mencegah negara -negara yang tidak menandatangani perjanjian dari menggunakan senjata -senjata ini, negara -negara lain dapat menggunakan sanksi. Misalnya, AS mengetahui bahwa Sudan menggunakan senjata kimia pada tahun 2024 selama konflik, dan sebagai tanggapannya ditempatkan Sanksi terhadap Pemerintah.
Bahkan tanpa terus menggunakan senjata kimia ini, beberapa jejak bahan kimia masih ada di lingkungan. Teknologi yang dapat dengan cepat mengidentifikasi ancaman kimia di lingkungan dapat mencegah lebih banyak bencana terjadi.
Sebagai para ilmuwan dan pemimpin global secara kolektif berjuang untuk dunia yang lebih aman, kemampuan untuk mendeteksi kapan bahan kimia berbahaya dilepaskan atau hadir secara real time akan meningkatkan kesiapan, perlindungan, dan ketenangan pikiran masyarakat.
