पानी गुणस्तर सेन्सर

स्कटल्याण्ड, पोर्चुगल र जर्मनीका विश्वविद्यालयहरूका अनुसन्धानकर्ताहरूको टोलीले पानीको नमूनाहरूमा कीटनाशकहरूको उपस्थिति धेरै कम मात्रामा पत्ता लगाउन मद्दत गर्न सक्ने सेन्सरको विकास गरेको छ।
पोलिमर मटेरियल्स एण्ड इन्जिनियरिङ जर्नलमा आज प्रकाशित नयाँ पेपरमा वर्णन गरिएको तिनीहरूको कामले पानीको निगरानीलाई छिटो, सजिलो र सस्तो बनाउन सक्छ।
बाली नोक्सान रोक्न विश्वभर कृषिमा विषादीको व्यापक प्रयोग गरिन्छ।यद्यपि, सावधानी अपनाउनुपर्दछ, किनकि माटो, भूजल वा समुद्री पानीमा सानो चुहावटले पनि मानव, पशु र वातावरणीय स्वास्थ्यलाई हानि पुर्‍याउन सक्छ।

पानीको नमूनाहरूमा कीटनाशक पत्ता लाग्दा तुरुन्त कारबाही गर्न सकियोस् भनेर पानीको प्रदुषण कम गर्न नियमित वातावरणीय अनुगमन आवश्यक छ।हाल, कीटनाशक परीक्षण सामान्यतया प्रयोगशाला अवस्थाहरूमा क्रोमेटोग्राफी र मास स्पेक्ट्रोमेट्री जस्ता विधिहरू प्रयोग गरी गरिन्छ।
यी परीक्षणहरूले भरपर्दो र सही नतिजाहरू प्रदान गर्दा, तिनीहरू प्रदर्शन गर्न समय-उपभोग र महँगो हुन सक्छन्।एक आशाजनक विकल्प सतह-बढाइएको रमन स्क्याटरिङ (SERS) भनिने रासायनिक विश्लेषण उपकरण हो।
जब प्रकाशले अणुलाई हिर्काउँछ, यो अणुको आणविक संरचनाको आधारमा विभिन्न फ्रिक्वेन्सीहरूमा छर्छ।SERS ले वैज्ञानिकहरूलाई अणुहरूद्वारा छरिएको प्रकाशको अद्वितीय "औँठाछाप" विश्लेषण गरेर धातुको सतहमा सोखिएको परीक्षण नमूनामा अवशिष्ट अणुहरूको मात्रा पत्ता लगाउन र पहिचान गर्न अनुमति दिन्छ।
यो प्रभाव धातु सतह परिमार्जन गरेर बृद्धि गर्न सकिन्छ ताकि यसले अणुहरू सोख्न सक्छ, जसले गर्दा नमूनामा अणुहरूको कम सांद्रता पत्ता लगाउन सेन्सरको क्षमतामा सुधार हुन्छ।
अनुसन्धान टोलीले उपलब्ध थ्रीडी प्रिन्टेड सामग्रीहरू प्रयोग गरेर पानीको नमूनाहरूमा अणुहरूलाई सोख्न सक्ने र क्षेत्रमा सही प्रारम्भिक परिणामहरू प्रदान गर्न सक्ने नयाँ, थप पोर्टेबल परीक्षण विधि विकास गर्न सेट गर्यो।
त्यसो गर्न, तिनीहरूले पोलीप्रोपाइलिन र बहु-पर्खाल कार्बन नानोट्यूबको मिश्रणबाट बनेका विभिन्न प्रकारका सेल संरचनाहरूको अध्ययन गरे।भवनहरू पग्लिएको फिलामेन्टहरू प्रयोग गरेर बनाइएका थिए, एक सामान्य प्रकारको थ्रीडी प्रिन्टिङ।
परम्परागत भिजेको रसायन विज्ञान प्रविधिहरू प्रयोग गरेर, चाँदी र सुनको न्यानो कणहरू सेल संरचनाको सतहमा जम्मा गरिन्छ र सतह-बढाइएको रमन स्क्याटरिङ प्रक्रिया सक्षम गर्न।
तिनीहरूले जैविक डाई मिथाइलिन नीलोको अणुहरू अवशोषित गर्न र सोस्ने विभिन्न 3D प्रिन्टेड सेल सामग्री संरचनाहरूको क्षमताको परीक्षण गरे, र त्यसपछि पोर्टेबल रमन स्पेक्ट्रोमिटर प्रयोग गरेर तिनीहरूलाई विश्लेषण गरे।
प्रारम्भिक परीक्षणहरूमा उत्कृष्ट प्रदर्शन गर्ने सामग्रीहरू - जाली डिजाइनहरू (आवधिक सेलुलर संरचनाहरू) चाँदीको न्यानोकणहरूमा बाँधिएको - त्यसपछि परीक्षण पट्टीमा थपियो।सामुद्रिक पानी र ताजा पानीको नमूनाहरूमा वास्तविक कीटनाशकहरू (सिराम र पाराकाट) को सानो मात्रा थपियो र SERS विश्लेषणको लागि परीक्षण स्ट्रिपहरूमा राखियो।
पानी पोर्चुगलको Aveiro मा नदीको मुखबाट र सोही क्षेत्रका धाराहरूबाट लिइन्छ, जसको नियमित रूपमा पानी प्रदूषणको प्रभावकारी अनुगमन गर्न परीक्षण गरिन्छ।
अन्वेषकहरूले पत्ता लगाए कि स्ट्रिप्सले 1 माइक्रोमोल जति कम सांद्रतामा दुई कीटनाशक अणुहरू पत्ता लगाउन सक्षम थिए, जुन प्रति मिलियन पानीको अणुमा एक कीटनाशक अणु बराबर छ।
ग्लासगो विश्वविद्यालयको जेम्स वाट स्कूल अफ इन्जिनियरिङका प्रोफेसर शान्मुगम कुमार यस पेपरका लेखक हुन्।यो कामले थ्रीडी प्रिन्टिङ टेक्नोलोजीको प्रयोगमा न्यानो इन्जिनियर गरिएको संरचनात्मक जालीहरू अद्वितीय गुणहरूका साथ सिर्जना गर्नको लागि उनको अनुसन्धानमा निर्माण गर्दछ।
"यस प्रारम्भिक अध्ययनका नतिजाहरू धेरै उत्साहजनक छन् र देखाउँछन् कि यी कम लागत सामग्रीहरू धेरै कम सांद्रतामा पनि कीटनाशकहरू पत्ता लगाउन SERS का लागि सेन्सरहरू उत्पादन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।"
अवेरो विश्वविद्यालयको CICECO Aveiro मटेरियल इन्स्टिच्युटकी डा. सारा फतेइक्सा, कागजका सह-लेखक, SERS प्रविधिलाई समर्थन गर्ने प्लाज्मा न्यानो कणहरू विकास गरेकी छन्।यस पेपरले विशेष प्रकारका पानी प्रदूषकहरू पत्ता लगाउने प्रणालीको क्षमताको जाँच गर्दा, प्रविधि सजिलैसँग पानी प्रदूषकहरूको उपस्थिति निगरानी गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।