İskoçya, Portekiz ve Almanya'daki üniversitelerden bir grup araştırmacı, su örneklerinde çok düşük konsantrasyonlarda pestisit varlığını tespit etmeye yardımcı olabilecek bir sensör geliştirdi.
Bugün Polimer Malzemeler ve Mühendislik dergisinde yayınlanan yeni bir makalede anlatılan çalışmaları, su izlemeyi daha hızlı, daha kolay ve daha ucuz hale getirebilir.
Tarımda ürün kayıplarını önlemek amacıyla pestisitler dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır.Ancak toprağa, yeraltı suyuna veya deniz suyuna küçük sızıntılar bile insan, hayvan ve çevre sağlığına zarar verebileceğinden dikkatli olunmalıdır.
Su numunelerinde pestisit tespit edildiğinde derhal harekete geçilebilmesi için su kirliliğini en aza indirmek için düzenli çevresel izleme şarttır.Şu anda pestisit testleri genellikle laboratuvar koşullarında kromatografi ve kütle spektrometresi gibi yöntemler kullanılarak yapılmaktadır.
Bu testler güvenilir ve doğru sonuçlar verirken, gerçekleştirilmesi zaman alıcı ve pahalı olabilir.Umut verici bir alternatif, yüzeyle geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS) adı verilen bir kimyasal analiz aracıdır.
Işık bir moleküle çarptığında molekülün moleküler yapısına bağlı olarak farklı frekanslarda saçılır.SERS, bilim adamlarının, moleküller tarafından saçılan ışığın benzersiz "parmak izini" analiz ederek, metal bir yüzeye adsorbe edilen bir test örneğindeki kalıntı moleküllerin miktarını tespit etmesine ve tanımlamasına olanak tanır.
Bu etki, metal yüzeyi molekülleri adsorbe edebilecek şekilde değiştirerek arttırılabilir, böylece sensörün numunedeki düşük molekül konsantrasyonlarını tespit etme yeteneği geliştirilebilir.
Araştırma ekibi, mevcut 3D baskılı malzemeleri kullanarak molekülleri su numunelerine adsorbe edebilen ve sahada doğru ilk sonuçları sağlayabilen yeni, daha taşınabilir bir test yöntemi geliştirmek için yola çıktı.
Bunu yapmak için, polipropilen ve çok duvarlı karbon nanotüplerin karışımından yapılmış birkaç farklı hücre yapısı üzerinde çalıştılar.Binalar, yaygın bir 3D baskı türü olan erimiş filamentler kullanılarak oluşturuldu.
Geleneksel ıslak kimya tekniklerini kullanarak gümüş ve altın nanopartikülleri, yüzeyi geliştirilmiş bir Raman saçılma sürecini mümkün kılmak için hücre yapısının yüzeyine biriktirilir.
Birkaç farklı 3D baskılı hücre malzemesi yapısının organik boya metilen mavisi moleküllerini absorbe etme ve adsorbe etme yeteneğini test ettiler ve ardından bunları taşınabilir bir Raman spektrometresi kullanarak analiz ettiler.
İlk testlerde en iyi performansı gösteren malzemeler (gümüş nanopartiküllere bağlı kafes tasarımları (periyodik hücresel yapılar)) daha sonra test şeridine eklendi.Deniz suyu ve tatlı su örneklerine küçük miktarlarda gerçek böcek ilaçları (Siram ve paraquat) eklenerek SERS analizi için test şeritlerine yerleştirildi.
Su, Portekiz'in Aveiro kentindeki nehrin ağzından ve aynı bölgedeki, su kirliliğini etkili bir şekilde izlemek için düzenli olarak test edilen musluklardan alınmaktadır.
Araştırmacılar, şeritlerin, milyon su molekülü başına bir pestisit molekülüne eşdeğer olan 1 mikromol kadar düşük konsantrasyonlarda iki pestisit molekülünü tespit edebildiğini buldu.
Glasgow Üniversitesi James Watt Mühendislik Okulu'ndan Profesör Shanmugam Kumar, makalenin yazarlarından biri.Bu çalışma, benzersiz özelliklere sahip nanomühendislik ürünü yapısal kafesler oluşturmak için 3 boyutlu baskı teknolojisinin kullanımına ilişkin araştırmasına dayanıyor.
"Bu ön çalışmanın sonuçları çok cesaret verici ve bu düşük maliyetli malzemelerin, çok düşük konsantrasyonlarda bile pestisitleri tespit edecek SERS sensörleri üretmek için kullanılabileceğini gösteriyor."
Makalenin ortak yazarı, Aveiro Üniversitesi CICECO Aveiro Malzeme Enstitüsü'nden Dr. Sara Fateixa, SERS teknolojisini destekleyen plazma nanopartikülleri geliştirdi.Bu makale sistemin belirli su kirletici türlerini tespit etme yeteneğini incelerken, teknoloji su kirletici maddelerin varlığını izlemek için kolaylıkla uygulanabilir.
Gönderim zamanı: Ocak-24-2024