A skóciai, portugáliai és németországi egyetemeken dolgozó kutatócsoport kifejlesztett egy érzékelőt, amely segíthet kimutatni a peszticidek jelenlétét nagyon alacsony koncentrációban a vízmintákban.
A Polymer Materials and Engineering folyóiratban ma megjelent új cikkben leírt munkájuk gyorsabbá, egyszerűbbé és olcsóbbá teheti a víz ellenőrzését.
A növényvédő szereket világszerte széles körben alkalmazzák a mezőgazdaságban a termésveszteség megelőzésére.Óvatosan kell azonban eljárni, mivel a talajba, talajvízbe vagy tengervízbe való kismértékű szivárgás is károsíthatja az emberi, állati és környezeti egészséget.
A rendszeres környezeti ellenőrzés elengedhetetlen a vízszennyeződés minimalizálása érdekében, hogy azonnali intézkedést lehessen tenni, ha a vízmintákban peszticideket észlelnek.Jelenleg a peszticidvizsgálatokat általában laboratóriumi körülmények között végzik olyan módszerekkel, mint a kromatográfia és a tömegspektrometria.
Bár ezek a tesztek megbízható és pontos eredményeket adnak, időigényesek és költségesek lehetnek a végrehajtásuk.Az egyik ígéretes alternatíva egy kémiai elemző eszköz, az úgynevezett felület-javított Raman-szórás (SERS).
Amikor a fény eléri a molekulát, a molekula szerkezetétől függően különböző frekvenciákon szóródik.A SERS lehetővé teszi a tudósok számára, hogy a molekulák által szórt fény egyedi „ujjlenyomatának” elemzésével észleljék és azonosítsák a fémfelületen adszorbeált tesztmintában a maradék molekulák mennyiségét.
Ez a hatás fokozható a fémfelület módosításával, hogy az adszorbeálja a molekulákat, ezáltal javítva az érzékelő képességét a mintában lévő alacsony molekulakoncentrációk kimutatására.
A kutatócsoport egy új, hordozhatóbb vizsgálati módszer kidolgozását tűzte ki célul, amely a rendelkezésre álló 3D nyomtatott anyagok felhasználásával molekulákat adszorbeál a vízmintákba, és pontos kezdeti eredményeket biztosít a terepen.
Ennek érdekében több különböző típusú sejtszerkezetet tanulmányoztak, amelyek polipropilén és többfalú szén nanocsövek keverékéből készültek.Az épületek olvadt filamentek felhasználásával készültek, ami a 3D nyomtatás elterjedt típusa.
Hagyományos nedves kémiai technikák segítségével ezüst és arany nanorészecskéket raknak le a sejtszerkezet felületén, hogy lehetővé tegyék a felületen megnövelt Raman szórási folyamatot.
Megvizsgálták több különböző 3D-nyomtatott sejtanyag-struktúra képességét a metilénkék szerves festékanyag molekuláinak elnyelésére és adszorbeálására, majd hordozható Raman spektrométerrel elemezték azokat.
A kezdeti tesztekben legjobban teljesítő anyagokat – ezüst nanorészecskékhez kötött rácsos kialakításokat (periodikus sejtszerkezeteket) – ezután hozzáadtuk a tesztcsíkhoz.Kis mennyiségű valódi rovarölő szert (Siram és paraquat) adtunk a tengervíz- és édesvízmintákhoz, és tesztcsíkokra helyeztük a SERS-elemzés céljából.
A vizet a portugáliai Aveiro folyó torkolatából és az ugyanazon a területen lévő csapokból veszik, amelyeket rendszeresen tesztelnek a vízszennyezés hatékony ellenőrzése érdekében.
A kutatók azt találták, hogy a csíkok képesek voltak kimutatni két peszticidmolekulát olyan alacsony koncentrációban, mint 1 mikromol, ami egymillió vízmolekulánként egy peszticidmolekulának felel meg.
A tanulmány egyik szerzője Shanmugam Kumar professzor, a Glasgow-i Egyetem James Watt Mérnöki Iskolájából.Ez a munka a 3D nyomtatási technológia használatával kapcsolatos kutatásaira épül, amelyek egyedi tulajdonságokkal rendelkező nanomérnöki szerkezeti rácsokat hoznak létre.
"Ennek az előzetes tanulmánynak az eredményei nagyon biztatóak, és azt mutatják, hogy ezek az alacsony költségű anyagok felhasználhatók érzékelők előállítására a SERS számára a peszticidek kimutatására, még nagyon alacsony koncentrációk esetén is."
Dr. Sara Fateixa, az Aveirói Egyetem CICECO Aveiro Materials Institute munkatársa, a cikk társszerzője olyan plazma nanorészecskéket fejlesztett ki, amelyek támogatják a SERS technológiát.Míg ez a cikk azt vizsgálja, hogy a rendszer képes-e bizonyos típusú vízszennyeződések kimutatására, a technológia könnyen alkalmazható a vízszennyező anyagok jelenlétének nyomon követésére.
Feladás időpontja: 2024. január 24