活体传感器可以潜在地防止燃料泄漏造成的环境灾难

殖民地管道从德克萨斯州运往纽约，去年秋天破裂，在阿拉巴马州农村地区倾倒了25万加仑的天然气。当在例行检查期间检测到泄漏时，释放的汽油中的蒸汽如此强烈，导致管道修复数天。现在，科学家正在开发一种技术，可以在故障开始时立即向管道管理人员发出泄漏信号，避免因管道泄漏导致的环境灾难和燃料分配中断。

研究人员今天在第255届美国化学学会(ACS)全国会议和博览会上展示他们的作品。世界上最大的科学协会ACS将在周四举行会议。它涵盖了超过13,000个关于广泛科学主题的演讲。

“我们传感器的优势在于它可以检测到非常小的泄漏，操作员可以采取快速行动来修复它们，”项目负责人Veera Gnaneswar Gude博士说。“我们不再需要等到泄漏失控。再加上如果我们能够更大规模地开发这个系统，同一个单位就能够处理废物并修复被污染的土壤和水。 “。

管道目前通过称为智能清管器的设备进行检查，智能清管器是一种电子传感器，通过管道检测裂缝或焊接缺陷。尽管定期检查，仍然会发生泄漏。密西西比州立大学的Gude正在开发一种传感器，通过提供有关管道完整性的其他信息来补充这一过程。该传感器粘附在管道外部，利用细菌的代谢过程实时检测气体泄漏。

在之前的研究中，Gude研究了微生物在废水处理中的应用，他最近将注意力转向从类似物种建立生物传感器。在目前的研究中，他正在测试细菌，这些细菌将引发充分可测量的阴极电压，同时还能够在海洋环境中存活以应用海上溢油检测。为此，细菌必须通过一系列碱度，压力和pH条件保持稳定。

他正在测试的一种细菌被称为“电生成”，这意味着它通过代谢过程将电子释放到其环境中。Gude创造了一种有机传感器，由一个由细菌组成的电致阳极组成，这些细菌消耗碳基材料(气体或油)并排出电子。然后电子穿过电阻器到达阴极。渴望电子的一组不同的细菌存在于阴极，促进电子流动。阳极细菌的代谢过程的增加将对应于传感器中的电压增加，这可以警告技术人员潜在的泄漏。

“传感器并不难实施，”古德说。“将传感器放在管道上并不是一个很大的挑战。它是一种非常通用的技术。”

目前，Gude正在寻找一种固定细菌的媒介。他正在测试高孔隙率塑料和生物基薄膜，以优化电生菌可以覆盖的表面积。

一旦识别并固定了坚固的细菌，它们就可以用作一系列石油运输和钻井应用中的泄漏检测器，包括压裂。有可能在将来的某个时刻，传感器可以作为涂层喷涂在管道外部，确保连续监测整个长度。

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