Усны чанарын мэдрэгч

Шотланд, Португал, Германы их сургуулийн судлаачдын баг усны дээжинд маш бага концентрацитай пестицид байгааг илрүүлэх мэдрэгч бүтээжээ.
Polymer Materials and Engineering сэтгүүлд өнөөдөр хэвлэгдсэн шинэ нийтлэлд дурдсан тэдний ажил усны хяналтыг илүү хурдан, хялбар, хямд болгож чадна.
Дэлхий даяар тариалангийн алдагдалд орохгүйн тулд пестицидийг хөдөө аж ахуйд өргөн ашигладаг.Гэсэн хэдий ч хөрс, гүний ус, далайн усанд бага зэрэг урсах нь хүн, амьтан, хүрээлэн буй орчны эрүүл мэндэд хор хөнөөл учруулж болзошгүй тул болгоомжтой байх хэрэгтэй.

Усны дээжинд пестицид илэрсэн үед цаг алдалгүй арга хэмжээ авахын тулд усны бохирдлыг багасгахын тулд хүрээлэн буй орчны байнгын хяналт зайлшгүй шаардлагатай.Одоогийн байдлаар пестицидийн туршилтыг ихэвчлэн хроматографи, масс спектрометр зэрэг аргуудыг ашиглан лабораторийн нөхцөлд хийдэг.
Эдгээр туршилтууд нь найдвартай, үнэн зөв үр дүнг өгдөг ч гүйцэтгэхэд цаг хугацаа их шаарддаг, үнэтэй байдаг.Боломжтой хувилбаруудын нэг бол гадаргууг сайжруулсан Raman Scattering (SERS) хэмээх химийн шинжилгээний хэрэгсэл юм.
Гэрэл молекулд тусах үед молекулын молекулын бүтцээс хамаарч өөр өөр давтамжтайгаар тархдаг.SERS нь молекулуудын тархсан гэрлийн өвөрмөц "хурууны хээ"-д дүн шинжилгээ хийх замаар металл гадаргуу дээр шингэсэн туршилтын дээж дэх үлдэгдэл молекулын хэмжээг илрүүлэх, тодорхойлох боломжийг эрдэмтэд олгодог.
Металлын гадаргууг молекулуудыг шингээх чадвартай болгох замаар энэ нөлөөг сайжруулж, улмаар дээж дэх молекулын бага концентрацийг илрүүлэх мэдрэгчийн чадварыг сайжруулж болно.
Судалгааны баг бэлэн байгаа 3D хэвлэмэл материалыг ашиглан усны дээжинд молекулуудыг шингээж, хээрийн нөхцөлд үнэн зөв анхны үр дүнг өгөх шинэ, илүү зөөврийн туршилтын аргыг боловсруулахаар зорьсон.
Үүний тулд тэд полипропилен болон олон ханатай нүүрстөрөгчийн нано гуурсуудын холимогоор хийсэн хэд хэдэн төрлийн эсийн бүтцийг судалжээ.Уг барилгуудыг 3D хэвлэх нийтлэг төрөл болох хайлсан утас ашиглан бүтээжээ.
Уламжлалт нойтон химийн аргуудыг ашиглан мөнгө, алтны нано хэсгүүдийг эсийн бүтцийн гадаргуу дээр хуримтлуулж, гадаргууг сайжруулсан Раман тархалтын процессыг идэвхжүүлдэг.
Тэд хэд хэдэн өөр өөр 3D хэвлэмэл эсийн материалын бүтцийг метилен цэнхэр органик будгийн молекулуудыг шингээх, шингээх чадварыг туршиж үзээд зөөврийн Раман спектрометр ашиглан шинжилжээ.
Эхний туршилтанд хамгийн сайн ажилласан материалыг мөнгөн нано бөөмстэй холбосон торны загвар (үе үе үеийн эсийн бүтэц) -ийг дараа нь туршилтын туузан дээр нэмсэн.Далайн ус, цэнгэг усны дээжинд бага хэмжээний жинхэнэ шавьж устгах бодис (Сирам ба паракват) нэмж, SERS шинжилгээнд зориулж туршилтын туузан дээр байрлуулсан.
Португалийн Авейро дахь голын амнаас, мөн тухайн бүс дэх усны цоргоноос ус авдаг бөгөөд усны бохирдлыг үр дүнтэй хянах зорилгоор тогтмол шинжилгээ хийдэг.
Судлаачид судал нь 1 микромол хүртэл бага концентрацитай пестицидийн хоёр молекулыг илрүүлж чадсан нь сая усны молекул тутамд нэг пестицидийн молекултай тэнцэж байгааг тогтоожээ.
Глазгогийн их сургуулийн Жеймс Ваттын нэрэмжит инженерийн сургуулийн профессор Шанмугам Кумар уг нийтлэлийг зохиогчдын нэг юм.Энэхүү бүтээл нь түүний 3D хэвлэх технологийг ашиглан өвөрмөц шинж чанартай нано инженерчлэлийн бүтцийн торыг бий болгох судалгаан дээр үндэслэсэн болно.
"Урьдчилсан судалгааны үр дүн нь маш их урам зоригтой бөгөөд эдгээр хямд үнэтэй материалыг маш бага концентрацитай ч пестицидийг илрүүлэх SERS мэдрэгч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болохыг харуулж байна."
Уг нийтлэлийн хамтран зохиогч, Авейрогийн их сургуулийн дэргэдэх CICECO Aveiro материалын хүрээлэнгийн доктор Сара Фатейха SERS технологийг дэмждэг плазмын нано хэсгүүдийг бүтээжээ.Энэхүү баримт бичигт системийн тодорхой төрлийн ус бохирдуулагчийг илрүүлэх чадварыг судалж байгаа ч усыг бохирдуулагч бодис байгаа эсэхийг хянахын тулд технологийг хялбархан ашиглаж болно.