Sensor tal-Kwalità tal-Ilma

Tim ta’ riċerkaturi minn universitajiet fl-Iskozja, il-Portugall u l-Ġermanja żviluppa sensor li jista’ jgħin biex jiskopri l-preżenza ta’ pestiċidi f’konċentrazzjonijiet baxxi ħafna fil-kampjuni tal-ilma.
Ix-xogħol tagħhom, deskritt f'dokument ġdid ippubblikat illum fil-ġurnal Polymer Materials and Engineering, jista 'jagħmel il-monitoraġġ tal-ilma aktar mgħaġġel, eħfef u orħos.
Il-pestiċidi jintużaw ħafna fl-agrikoltura madwar id-dinja biex jipprevjenu t-telf tal-għelejjel.Madankollu, trid tiġi eżerċitata kawtela, peress li anke tnixxijiet żgħar fil-ħamrija, fl-ilma ta’ taħt l-art jew fl-ilma baħar jistgħu jikkawżaw ħsara lis-saħħa tal-bniedem, tal-annimali u tal-ambjent.

Monitoraġġ ambjentali regolari huwa essenzjali biex tiġi minimizzata l-kontaminazzjoni tal-ilma sabiex tkun tista’ tittieħed azzjoni fil-pront meta jinstabu pestiċidi fil-kampjuni tal-ilma.Bħalissa, l-ittestjar tal-pestiċidi normalment isir taħt kundizzjonijiet tal-laboratorju bl-użu ta 'metodi bħall-kromatografija u l-ispettrometrija tal-massa.
Filwaqt li dawn it-testijiet jipprovdu riżultati affidabbli u preċiżi, jistgħu jieħdu ħafna ħin u jiswew ħafna flus biex jitwettqu.Alternattiva waħda promettenti hija għodda ta 'analiżi kimika msejħa Raman Scattering (SERS) imsaħħa fil-wiċċ.
Meta d-dawl jolqot molekula, ixerred fi frekwenzi differenti skont l-istruttura molekulari tal-molekula.SERS jippermetti lix-xjenzati jiskopru u jidentifikaw l-ammont ta 'molekuli residwi f'kampjun tat-test adsorbit fuq wiċċ tal-metall billi janalizzaw il-"marki tas-swaba" unika tad-dawl imxerred mill-molekuli.
Dan l-effett jista 'jissaħħaħ billi timmodifika l-wiċċ tal-metall sabiex ikun jista' jassorbi molekuli, u b'hekk itejjeb il-kapaċità tas-sensorju li jiskopri konċentrazzjonijiet baxxi ta 'molekuli fil-kampjun.
It-tim ta’ riċerka beda jiżviluppa metodu tat-test ġdid u aktar portabbli li jista’ jassorbi molekuli f’kampjuni tal-ilma bl-użu ta’ materjali stampati 3D disponibbli u jipprovdi riżultati inizjali preċiżi fil-qasam.
Biex jagħmlu dan, studjaw diversi tipi differenti ta 'strutturi taċ-ċelluli magħmula minn taħlita ta' polypropylene u nanotubi tal-karbonju b'ħafna ħitan.Il-bini nħoloq bl-użu ta 'filamenti imdewweb, tip komuni ta' stampar 3D.
Bl-użu ta 'tekniki tradizzjonali tal-kimika mxarrba, in-nanopartiċelli tal-fidda u tad-deheb huma depożitati fuq il-wiċċ tal-istruttura taċ-ċelluli biex jippermettu proċess ta' tifrix Raman imtejjeb fil-wiċċ.
Huma ttestjaw il-kapaċità ta 'diversi strutturi ta' materjal taċ-ċelluli stampati 3D differenti biex jassorbu u jassorbu molekuli taż-żebgħa organika methylene blu, u mbagħad analizzawhom bl-użu ta 'spettrometru Raman portabbli.
Il-materjali li wettqu l-aħjar fit-testijiet inizjali - disinji tal-kannizzata (strutturi ċellulari perjodiċi) marbuta ma 'nanopartiċelli tal-fidda - imbagħad ġew miżjuda mal-istrixxa tat-test.Ammonti żgħar ta 'insettiċidi reali (Siram u paraquat) ġew miżjuda ma' kampjuni ta 'ilma baħar u ilma ħelu u mqiegħda fuq strixxi tat-test għall-analiżi SERS.
L-ilma jittieħed mill-bokka tax-xmara f'Aveiro, il-Portugall, u minn viti fl-istess żona, li jiġu ttestjati regolarment biex jimmonitorjaw b'mod effettiv it-tniġġis tal-ilma.
Ir-riċerkaturi sabu li l-istrixxi setgħu jiskopru żewġ molekuli tal-pestiċidi f'konċentrazzjonijiet baxxi daqs mikromole 1, li hija ekwivalenti għal molekula waħda tal-pestiċidi għal kull miljun molekuli tal-ilma.
Il-Professur Shanmugam Kumar, mill-Iskola tal-Inġinerija James Watt fl-Università ta’ Glasgow, huwa wieħed mill-awturi tad-dokument.Dan ix-xogħol jibni fuq ir-riċerka tiegħu dwar l-użu tat-teknoloġija tal-istampar 3D biex jinħolqu lattices strutturali nanoinġinerija bi proprjetajiet uniċi.
"Ir-riżultati ta 'dan l-istudju preliminari huma inkoraġġanti ħafna u juru li dawn il-materjali bi prezz baxx jistgħu jintużaw biex jipproduċu sensuri għas-SERS biex jiskopru pestiċidi, anke f'konċentrazzjonijiet baxxi ħafna."
Dr Sara Fateixa mill-Istitut tal-Materjali CICECO Aveiro fl-Università ta 'Aveiro, ko-awtur tad-dokument, żviluppat nanopartiċelli tal-plażma li jappoġġjaw it-teknoloġija SERS.Filwaqt li dan id-dokument jeżamina l-kapaċità tas-sistema li tiskopri tipi speċifiċi ta 'kontaminanti tal-ilma, it-teknoloġija tista' faċilment tiġi applikata biex tissorvelja l-preżenza ta 'kontaminanti tal-ilma.