Тим истраживача са универзитета у Шкотској, Португалу и Немачкој развио је сензор који може помоћи у откривању присуства пестицида у веома ниским концентрацијама у узорцима воде.
Њихов рад, описан у новом раду објављеном данас у часопису Полимер Материалс анд Енгинееринг, могао би учинити праћење воде бржим, лакшим и јефтинијим.
Пестициди се широко користе у пољопривреди широм света за спречавање губитака усева.Међутим, мора бити опрезан, јер чак и мала цурења у тло, подземне воде или морску воду могу наштетити здрављу људи, животиња и животне средине.
Редовно праћење животне средине је од суштинског значаја да би се контаминација воде свела на најмању могућу меру како би се брзо предузеле мере када се у узорцима воде открију пестициди.Тренутно се тестирање пестицида обично врши у лабораторијским условима коришћењем метода као што су хроматографија и масена спектрометрија.
Иако ови тестови дају поуздане и тачне резултате, могу бити дуготрајни и скупи за извођење.Једна обећавајућа алтернатива је алатка за хемијску анализу која се зове површинско побољшано Раманово расејање (СЕРС).
Када светлост удари у молекул, она се расипа на различитим фреквенцијама у зависности од молекуларне структуре молекула.СЕРС омогућава научницима да открију и идентификују количину заосталих молекула у тест узорку адсорбованом на металној површини анализом јединственог „отиска прста“ светлости коју молекули распршују.
Овај ефекат се може побољшати модификовањем металне површине тако да може да адсорбује молекуле, чиме се побољшава способност сензора да детектује ниске концентрације молекула у узорку.
Истраживачки тим је кренуо да развије нову, преносивију методу испитивања која би могла да адсорбује молекуле у узорке воде користећи доступне 3Д штампане материјале и пружи тачне почетне резултате на терену.
Да би то урадили, проучавали су неколико различитих типова ћелијских структура направљених од мешавине полипропилена и угљеничних наноцеви са више зидова.Зграде су направљене коришћењем растопљених филамената, уобичајеног типа 3Д штампања.
Користећи традиционалне технике влажне хемије, наночестице сребра и злата се таложе на површину ћелијске структуре како би се омогућио површински побољшан процес Рамановог расејања.
Они су тестирали способност неколико различитих 3Д штампаних структура ћелијског материјала да апсорбују и адсорбују молекуле органске боје метилен плаво, а затим их анализирали коришћењем преносивог Раман спектрометра.
Материјали који су се најбоље показали у почетним тестовима – решеткасти дизајн (периодичне ћелијске структуре) везане за наночестице сребра – затим су додати у тест траку.Мале количине правих инсектицида (Сирам и паракват) додане су у узорке морске и слатке воде и стављене на тест траке за СЕРС анализу.
Вода се узима са ушћа реке у Авеиру у Португалу и са славина у истој области, које се редовно тестирају како би се ефикасно пратило загађење воде.
Истраживачи су открили да су траке биле у стању да открију два молекула пестицида у концентрацијама од 1 микромола, што је еквивалентно једном молекулу пестицида на милион молекула воде.
Професор Шанмугам Кумар, са инжењерске школе Џејмс Ват на Универзитету у Глазгову, један је од аутора рада.Овај рад се заснива на његовом истраживању употребе технологије 3Д штампања за креирање наноинжењерских структурних решетки са јединственим својствима.
„Резултати ове прелиминарне студије су веома охрабрујући и показују да се ови јефтини материјали могу користити за производњу сензора за СЕРС за откривање пестицида, чак и при веома ниским концентрацијама.
Др Сара Фатеика са Института за материјале ЦИЦЕЦО Авеиро на Универзитету Авеиро, коаутор рада, развила је наночестице плазме које подржавају СЕРС технологију.Док овај рад испитује способност система да открије специфичне врсте загађивача воде, технологија би се лако могла применити за праћење присуства загађивача воде.
Време поста: Јан-24-2024