Şotlandiya, Portuqaliya və Almaniya universitetlərindən olan tədqiqatçılar qrupu su nümunələrində çox aşağı konsentrasiyalarda pestisidlərin mövcudluğunu aşkar etməyə kömək edə biləcək bir sensor hazırlayıb.
Onların işi, bu gün "Polymer Materials and Engineering" jurnalında dərc olunmuş yeni bir məqalədə təsvir edilir və suyun monitorinqini daha sürətli, asan və daha ucuz edə bilər.
Pestisidlər məhsul itkisinin qarşısını almaq üçün dünyanın hər yerində kənd təsərrüfatında geniş istifadə olunur. Bununla belə, ehtiyatlı olmaq lazımdır, çünki torpağa, yeraltı sulara və ya dəniz suyuna hətta kiçik sızmalar belə insan, heyvan və ətraf mühit sağlamlığına zərər verə bilər.
Su nümunələrində pestisidlər aşkar edildikdə təcili tədbirlər görülməsi üçün suyun çirklənməsini minimuma endirmək üçün müntəzəm ətraf mühit monitorinqi vacibdir. Hal-hazırda, pestisidlərin sınaqdan keçirilməsi adətən laboratoriya şəraitində xromatoqrafiya və kütlə spektrometriyası kimi metodlardan istifadə etməklə aparılır.
Bu testlər etibarlı və dəqiq nəticələr versə də, onların aparılması vaxt aparan və baha başa gələ bilər. Ümidverici alternativlərdən biri səthlə gücləndirilmiş Raman Səpələnməsi (SERS) adlanan kimyəvi analiz alətidir.
İşıq bir molekula dəydikdə, molekulun molekulyar quruluşundan asılı olaraq müxtəlif tezliklərdə səpələnir. SERS, alimlərə molekullar tərəfindən səpələnmiş işığın unikal "barmaq izini" təhlil edərək metal səthə adsorbsiya olunmuş sınaq nümunəsindəki qalıq molekulların miqdarını aşkar etməyə və müəyyən etməyə imkan verir.
Bu effekt, metal səthini molekulları adsorbsiya edə biləcək şəkildə dəyişdirməklə və bununla da sensorun nümunədəki aşağı konsentrasiyalı molekulları aşkar etmək qabiliyyətini artırmaqla artırıla bilər.
Tədqiqat qrupu, mövcud 3D çap materiallarından istifadə edərək molekulları su nümunələrinə adsorbsiya edə və sahədə dəqiq ilkin nəticələr verə biləcək yeni, daha portativ bir sınaq metodu hazırlamağa başladı.
Bunu etmək üçün onlar polipropilen və çoxdivarlı karbon nanotublarının qarışığından hazırlanmış bir neçə müxtəlif növ hüceyrə quruluşunu araşdırdılar. Binalar geniş yayılmış 3D çap növü olan əridilmiş filamentlərdən istifadə edilərək yaradılıb.
Ənənəvi yaş kimya üsullarından istifadə edərək, səthi gücləndirilmiş Raman səpələnmə prosesini təmin etmək üçün hüceyrə strukturunun səthinə gümüş və qızıl nanopartiküllər çökdürülür.
Onlar bir neçə müxtəlif 3D çap olunmuş hüceyrə materialı strukturunun üzvi boya metilen mavisinin molekullarını udmaq və adsorbsiya etmək qabiliyyətini sınaqdan keçirdilər və sonra onları portativ Raman spektrometrindən istifadə edərək təhlil etdilər.
İlkin sınaqlarda ən yaxşı nəticə göstərən materiallar - gümüş nanopartiküllərə bağlı qəfəs dizaynları (dövri hüceyrə strukturları) daha sonra sınaq zolağına əlavə edildi. Dəniz suyu və şirin su nümunələrinə az miqdarda həqiqi insektisidlər (Siram və paraquat) əlavə edildi və SERS analizi üçün sınaq zolaqlarına yerləşdirildi.
Su, Portuqaliyanın Aveiro şəhərindəki çayın mənsəbindən və eyni ərazidəki kranlardan götürülür və suyun çirklənməsini effektiv şəkildə izləmək üçün müntəzəm olaraq sınaqdan keçirilir.
Tədqiqatçılar zolaqların 1 mikromol qədər aşağı konsentrasiyada iki pestisid molekulunu aşkar edə bildiyini aşkar etdilər ki, bu da milyon su molekuluna düşən bir pestisid molekuluna bərabərdir.
Qlazqo Universitetinin Ceyms Vatt Mühəndislik Məktəbindən professor Şanmuqam Kumar məqalənin müəlliflərindən biridir. Bu əsər onun unikal xüsusiyyətlərə malik nanomühəndislik struktur qəfəsləri yaratmaq üçün 3D çap texnologiyasından istifadə üzrə tədqiqatına əsaslanır.
“Bu ilkin tədqiqatın nəticələri çox ümidvericidir və göstərir ki, bu ucuz materiallardan çox aşağı konsentrasiyalarda belə pestisidləri aşkar etmək üçün SERS üçün sensorlar istehsal etmək üçün istifadə etmək olar.”
Məqalənin həmmüəllifi, Aveiro Universitetinin CICECO Aveiro Materiallar İnstitutundan Dr. Sara Fateixa, SERS texnologiyasını dəstəkləyən plazma nanopartikülləri hazırlamışdır. Bu məqalədə sistemin müəyyən növ su çirkləndiricilərini aşkar etmək qabiliyyəti araşdırılsa da, bu texnologiya su çirkləndiricilərinin mövcudluğunu izləmək üçün asanlıqla tətbiq oluna bilər.
Yazı vaxtı: 24 Yanvar 2024