Шотланд, Португал, Германы их сургуулиудын судлаачдын баг усны дээжинд маш бага концентрацитай пестицид байгааг илрүүлэхэд туслах мэдрэгч боловсруулжээ.
Тэдний бүтээлийг өнөөдөр Polymer Materials and Engineering сэтгүүлд нийтлэгдсэн шинэ өгүүлэлд дурдсан бөгөөд усны хяналтыг илүү хурдан, хялбар, хямд болгож чадна.
Дэлхий даяар ургац алдахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд пестицидийг хөдөө аж ахуйд өргөн хэрэглэдэг. Гэсэн хэдий ч хөрс, гүний ус эсвэл далайн усанд бага зэрэг гоожих нь хүн, амьтан, хүрээлэн буй орчны эрүүл мэндэд хор хөнөөл учруулж болзошгүй тул болгоомжтой байх хэрэгтэй.
Усны дээжинд пестицид илэрсэн тохиолдолд шуурхай арга хэмжээ авахын тулд усны бохирдлыг багасгахын тулд хүрээлэн буй орчны тогтмол хяналт шинжилгээ хийх нь чухал юм. Одоогийн байдлаар пестицидийн шинжилгээг ихэвчлэн лабораторийн нөхцөлд хроматографи, масс спектрометр зэрэг аргуудыг ашиглан хийдэг.
Эдгээр туршилтууд нь найдвартай, үнэн зөв үр дүнг өгдөг ч цаг хугацаа их шаарддаг бөгөөд гүйцэтгэхэд үнэтэй байж болно. Нэг ирээдүйтэй хувилбар бол гадаргууг сайжруулсан Раман тархалт (SERS) гэж нэрлэгддэг химийн шинжилгээний хэрэгсэл юм.
Гэрэл молекулд тусах үед молекулын бүтцээс хамааран өөр өөр давтамжтайгаар тархдаг. SERS нь эрдэмтдэд молекулуудын тархсан гэрлийн өвөрмөц "хурууны хээ"-г шинжлэх замаар металл гадаргуу дээр шингээгдсэн туршилтын дээжинд үлдэгдэл молекулуудын хэмжээг илрүүлж, тодорхойлох боломжийг олгодог.
Энэ нөлөөг металлын гадаргууг молекулуудыг шингээж авах боломжтой болгох замаар сайжруулж, улмаар мэдрэгчийн дээжинд бага концентрацитай молекулуудыг илрүүлэх чадварыг сайжруулж болно.
Судалгааны баг нь 3D хэвлэмэл материалыг ашиглан усны дээжинд молекулуудыг шингээж, хээрийн нөхцөлд анхны үнэн зөв үр дүнг өгөх боломжтой шинэ, илүү зөөврийн туршилтын аргыг боловсруулахаар зорьсон.
Үүний тулд тэд полипропилен болон олон ханатай нүүрстөрөгчийн нано хоолойн холимогоор хийсэн хэд хэдэн төрлийн эсийн бүтцийг судалсан. Барилгуудыг 3D хэвлэлийн нийтлэг төрөл болох хайлсан утас ашиглан бүтээжээ.
Уламжлалт нойтон химийн аргыг ашиглан мөнгө, алтан нано хэсгүүдийг эсийн бүтцийн гадаргуу дээр хуримтлуулж, гадаргууг сайжруулсан Раманы тархалтын процессыг идэвхжүүлдэг.
Тэд хэд хэдэн өөр 3D хэвлэмэл эсийн материалын бүтцүүд нь органик будаг болох метилен цэнхэрийн молекулуудыг шингээж, адсорбцлох чадварыг туршиж үзээд дараа нь зөөврийн Раман спектрометр ашиглан шинжилжээ.
Анхны туршилтуудад хамгийн сайн үр дүн үзүүлсэн материалууд болох мөнгөн нано хэсгүүдэд холбогдсон торлог загварууд (үечилсэн эсийн бүтэц)-ийг дараа нь туршилтын туузан дээр нэмсэн. Далайн ус болон цэнгэг усны дээжинд бага хэмжээний жинхэнэ шавьж устгах бодис (Сирам ба паракуат) нэмж, SERS шинжилгээнд зориулж туршилтын туузан дээр байрлуулсан.
Усыг Португалийн Авейро дахь голын адаг болон усны бохирдлыг үр дүнтэй хянахын тулд тогтмол туршиж үздэг цоргоноос авдаг.
Судлаачид эдгээр туузууд нь 1 микромол хүртэлх концентрацид хоёр пестицидийн молекул илрүүлж чадсан бөгөөд энэ нь сая усны молекул тутамд нэг пестицидийн молекултай тэнцүү юм.
Глазгогийн Их Сургуулийн Жэймс Ваттын нэрэмжит Инженерийн Сургуулийн профессор Шанмугам Кумар уг өгүүллийн зохиогчдын нэг юм. Энэхүү бүтээл нь өвөрмөц шинж чанартай наноинженерийн бүтцийн тор үүсгэхийн тулд 3D хэвлэх технологийг ашиглах талаар хийсэн түүний судалгаан дээр үндэслэсэн болно.
"Энэхүү урьдчилсан судалгааны үр дүн маш урам зориг өгч байгаа бөгөөд эдгээр хямд өртөгтэй материалыг маш бага концентрацитай байсан ч пестицидийг илрүүлэх SERS мэдрэгч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болохыг харуулж байна."
Авейрогийн Их Сургуулийн CICECO Авейро Материалын Хүрээлэнгийн доктор Сара Фатейша, уг өгүүллийн хамтран зохиогч нь SERS технологийг дэмждэг плазмын нано хэсгүүдийг боловсруулсан. Энэхүү өгүүлэлд системийн тодорхой төрлийн усны бохирдлыг илрүүлэх чадварыг судалж байгаа боловч уг технологийг усны бохирдуулагч байгаа эсэхийг хянахын тулд хялбархан ашиглаж болно.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 1-р сарын 24