Sensor ng Kalidad ng Tubig

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa mga unibersidad sa Scotland, Portugal at Germany ay bumuo ng isang sensor na makakatulong sa pagtukoy ng pagkakaroon ng mga pestisidyo sa napakababang konsentrasyon sa mga sample ng tubig.
Ang kanilang trabaho, na inilarawan sa isang bagong papel na inilathala ngayon sa journal Polymer Materials and Engineering, ay maaaring gawing mas mabilis, mas madali, at mas mura ang pagsubaybay sa tubig.
Ang mga pestisidyo ay malawakang ginagamit sa agrikultura sa buong mundo upang maiwasan ang pagkalugi ng pananim.Gayunpaman, dapat mag-ingat, dahil kahit na ang maliliit na pagtagas sa lupa, tubig sa lupa o tubig-dagat ay maaaring magdulot ng pinsala sa kalusugan ng tao, hayop at kapaligiran.

Ang regular na pagsubaybay sa kapaligiran ay mahalaga upang mabawasan ang kontaminasyon ng tubig upang ang agarang aksyon ay maaaring gawin kapag may nakitang mga pestisidyo sa mga sample ng tubig.Sa kasalukuyan, ang pagsusuri sa pestisidyo ay karaniwang ginagawa sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo gamit ang mga pamamaraan tulad ng chromatography at mass spectrometry.
Bagama't ang mga pagsubok na ito ay nagbibigay ng maaasahan at tumpak na mga resulta, maaari silang magtagal at magastos upang maisagawa.Ang isang maaasahang alternatibo ay isang tool sa pagsusuri ng kemikal na tinatawag na surface-enhanced Raman Scattering (SERS).
Kapag ang liwanag ay tumama sa isang molekula, ito ay nagkakalat sa iba't ibang mga frequency depende sa molekular na istraktura ng molekula.Binibigyang-daan ng SERS ang mga siyentipiko na matukoy at matukoy ang dami ng mga natitirang molekula sa isang sample ng pagsubok na na-adsorb sa ibabaw ng metal sa pamamagitan ng pagsusuri sa natatanging "fingerprint" ng liwanag na nakakalat ng mga molekula.
Ang epektong ito ay maaaring mapahusay sa pamamagitan ng pagbabago sa ibabaw ng metal upang ito ay makapag-adsorb ng mga molekula, at sa gayon ay nagpapabuti sa kakayahan ng sensor na makakita ng mababang konsentrasyon ng mga molekula sa sample.
Ang pangkat ng pananaliksik ay nagtakda upang bumuo ng isang bago, mas portable na paraan ng pagsubok na maaaring mag-adsorb ng mga molekula sa mga sample ng tubig gamit ang mga available na 3D na naka-print na materyales at magbigay ng tumpak na mga paunang resulta sa larangan.
Upang gawin ito, pinag-aralan nila ang ilang iba't ibang uri ng mga istruktura ng cell na ginawa mula sa pinaghalong polypropylene at multi-walled carbon nanotubes.Ang mga gusali ay nilikha gamit ang mga molten filament, isang karaniwang uri ng 3D printing.
Gamit ang tradisyonal na wet chemistry techniques, ang mga silver at gold na nanoparticle ay idineposito sa ibabaw ng istraktura ng cell upang paganahin ang isang surface-enhanced na proseso ng scattering ng Raman.
Sinubukan nila ang kakayahan ng ilang iba't ibang 3D printed cell material structures na sumipsip at mag-adsorb ng mga molecule ng organic dye methylene blue, at pagkatapos ay sinuri ang mga ito gamit ang isang portable Raman spectrometer.
Ang mga materyales na pinakamahusay na gumanap sa mga unang pagsubok - mga disenyo ng sala-sala (pana-panahong mga istruktura ng cellular) na nakatali sa mga silver nanoparticle - pagkatapos ay idinagdag sa test strip.Ang mga maliliit na halaga ng tunay na pamatay-insekto (Siram at paraquat) ay idinagdag sa mga sample ng tubig-dagat at sariwang tubig at inilagay sa mga test strip para sa pagsusuri ng SERS.
Ang tubig ay kinukuha mula sa bukana ng ilog sa Aveiro, Portugal, at mula sa mga gripo sa parehong lugar, na regular na sinusuri upang mabisang masubaybayan ang polusyon sa tubig.
Natuklasan ng mga mananaliksik na ang mga piraso ay nakatuklas ng dalawang molekula ng pestisidyo sa mga konsentrasyon na kasing baba ng 1 micromole, na katumbas ng isang molekula ng pestisidyo sa bawat milyong molekula ng tubig.
Si Propesor Shanmugam Kumar, mula sa James Watt School of Engineering sa Unibersidad ng Glasgow, ay isa sa mga may-akda ng papel.Ang gawaing ito ay binuo sa kanyang pananaliksik sa paggamit ng 3D printing technology upang lumikha ng nanoengineered structural lattices na may mga natatanging katangian.
"Ang mga resulta ng paunang pag-aaral na ito ay lubos na nakapagpapatibay at nagpapakita na ang mga murang materyales na ito ay maaaring gamitin upang makagawa ng mga sensor para sa SERS na makakita ng mga pestisidyo, kahit na sa napakababang konsentrasyon."
Si Dr. Sara Fateixa mula sa CICECO Aveiro Materials Institute sa University of Aveiro, isang co-author ng papel, ay nakabuo ng plasma nanoparticle na sumusuporta sa teknolohiya ng SERS.Habang sinusuri ng papel na ito ang kakayahan ng system na tuklasin ang mga partikular na uri ng mga contaminant sa tubig, madaling mailapat ang teknolohiya upang masubaybayan ang pagkakaroon ng mga contaminant sa tubig.