Сензор за квалитет на вода

Тим истражувачи од универзитети во Шкотска, Португалија и Германија развија сензор кој може да помогне да се открие присуството на пестициди во многу ниски концентрации во примероците на вода.
Нивната работа, опишана во новиот труд објавен денеска во списанието Polymer Materials and Engineering, може да го направи следењето на водата побрзо, полесно и поевтино.
Пестицидите се широко користени во земјоделството ширум светот за да се спречат загубите на земјоделските култури.Сепак, мора да се внимава, бидејќи дури и малите протекувања во почвата, подземните или морските води може да предизвикаат штета на здравјето на луѓето, животните и животната средина.

Редовниот мониторинг на животната средина е од суштинско значење за да се минимизира контаминацијата на водата, така што може да се преземат брзи дејства кога ќе се откријат пестициди во примероците на вода.Во моментов, тестирањето на пестицидите обично се прави во лабораториски услови со користење на методи како што се хроматографија и масена спектрометрија.
Иако овие тестови обезбедуваат сигурни и точни резултати, тие можат да одземат време и скапи за извршување.Една ветувачка алтернатива е алатка за хемиска анализа наречена површинско подобрено Раманско расејување (SERS).
Кога светлината удира во молекулата, таа се расејува на различни фреквенции во зависност од молекуларната структура на молекулата.SERS им овозможува на научниците да го откријат и идентификуваат количеството на резидуални молекули во тест примерок адсорбиран на метална површина со анализа на уникатниот „отпечаток од прст“ на светлината расфрлана од молекулите.
Овој ефект може да се подобри со модифицирање на металната површина за да може да ги адсорбира молекулите, а со тоа да се подобри способноста на сензорот да детектира ниски концентрации на молекули во примерокот.
Истражувачкиот тим започна да развие нов, попренослив метод за тестирање кој би можел да ги адсорбира молекулите во примероците на вода користејќи достапни 3Д печатени материјали и да обезбеди точни првични резултати на терен.
За да го направат тоа, тие проучувале неколку различни типови на клеточни структури направени од мешавина од полипропилен и јаглеродни наноцевки со повеќе ѕидови.Зградите се создадени со помош на стопени филаменти, вообичаен тип на 3D печатење.
Користејќи ги традиционалните техники на влажна хемија, наночестичките од среброто и златото се депонираат на површината на структурата на клетката за да овозможат површински подобрен процес на Раманско расејување.
Тие ја тестираа способноста на неколку различни 3Д печатени структури на клеточен материјал да ги апсорбираат и адсорбираат молекулите на органската боја метиленско сино, а потоа ги анализираа со помош на пренослив Раман спектрометар.
Материјалите кои најдобро функционираа во првичните тестови - дизајни на решетки (периодични клеточни структури) врзани за сребрени наночестички - потоа беа додадени во тест лентата.Мали количества вистински инсектициди (Сирам и паракват) беа додадени во примероците од морска вода и свежа вода и беа ставени на тест ленти за SERS анализа.
Водата се зема од устието на реката во Авеиро, Португалија и од чешмите во истата област, кои редовно се тестираат за ефикасно следење на загадувањето на водата.
Истражувачите откриле дека лентите биле во можност да детектираат две молекули на пестициди во концентрации од 1 микромол, што е еквивалентно на една молекула пестицид на милион молекули на вода.
Професорот Шанмугам Кумар, од Факултетот за инженерство Џејмс Ват на Универзитетот во Глазгов, е еден од авторите на трудот.Ова дело се надоврзува на неговото истражување за употребата на технологија за 3D печатење за создавање нано инженерски структурни решетки со уникатни својства.
„Резултатите од оваа прелиминарна студија се многу охрабрувачки и покажуваат дека овие евтини материјали може да се користат за производство на сензори за SERS за откривање на пестициди, дури и при многу ниски концентрации“.
Д-р Сара Фатеикса од Институтот за материјали CICECO Aveiro на Универзитетот во Авеиро, коавтор на трудот, разви плазма наночестички кои ја поддржуваат технологијата SERS.Додека овој труд ја испитува способноста на системот да детектира специфични типови на загадувачи на вода, технологијата лесно може да се примени за следење на присуството на загадувачи на вода.