’n Span navorsers van universiteite in Skotland, Portugal en Duitsland het ’n sensor ontwikkel wat kan help om die teenwoordigheid van plaagdoders in baie lae konsentrasies in watermonsters op te spoor.
Hul werk, beskryf in 'n nuwe artikel wat vandag in die joernaal Polymer Materials and Engineering gepubliseer is, kan watermonitering vinniger, makliker en goedkoper maak.
Plaagdoders word wyd in die landbou oor die wêreld gebruik om oesverliese te voorkom.Omsigtigheid moet egter aan die dag gelê word, aangesien selfs klein lekkasies in grond, grondwater of seewater skade aan menslike, diere- en omgewingsgesondheid kan veroorsaak.
Gereelde omgewingsmonitering is noodsaaklik om waterbesoedeling tot die minimum te beperk sodat vinnig opgetree kan word wanneer plaagdoders in watermonsters opgespoor word.Tans word plaagdodertoetsing gewoonlik onder laboratoriumtoestande gedoen met behulp van metodes soos chromatografie en massaspektrometrie.
Alhoewel hierdie toetse betroubare en akkurate resultate lewer, kan dit tydrowend en duur wees om uit te voer.Een belowende alternatief is 'n chemiese analise-instrument genaamd oppervlak-verbeterde Raman-verstrooiing (SERS).
Wanneer lig 'n molekule tref, verstrooi dit teen verskillende frekwensies, afhangende van die molekulêre struktuur van die molekule.SERS laat wetenskaplikes toe om die hoeveelheid oorblywende molekules in 'n toetsmonster wat op 'n metaaloppervlak geadsorbeer is op te spoor en te identifiseer deur die unieke "vingerafdruk" van lig wat deur die molekules verstrooi word, te ontleed.
Hierdie effek kan versterk word deur die metaaloppervlak te verander sodat dit molekules kan adsorbeer, en sodoende die sensor se vermoë verbeter om lae konsentrasies molekules in die monster op te spoor.
Die navorsingspan het beoog om 'n nuwe, meer draagbare toetsmetode te ontwikkel wat molekules in watermonsters kan adsorbeer deur beskikbare 3D-gedrukte materiaal te gebruik en akkurate aanvanklike resultate in die veld te verskaf.
Om dit te doen, het hulle verskeie verskillende tipes selstrukture bestudeer wat gemaak is van 'n mengsel van polipropileen en veelwandige koolstofnanobuise.Die geboue is geskep met behulp van gesmelte filamente, 'n algemene tipe 3D-drukwerk.
Deur tradisionele nat chemie tegnieke te gebruik, word silwer en goue nanopartikels op die oppervlak van die selstruktuur neergelê om 'n oppervlak-verbeterde Raman-verstrooiingsproses moontlik te maak.
Hulle het die vermoë van verskeie verskillende 3D-gedrukte selmateriaalstrukture getoets om molekules van die organiese kleurstof metileenblou te absorbeer en te adsorbeer, en dit dan met 'n draagbare Raman-spektrometer ontleed.
Die materiaal wat die beste gevaar het in die aanvanklike toetse – roosterontwerpe (periodieke sellulêre strukture) gebind aan silwer nanopartikels – is toe by die toetsstrook gevoeg.Klein hoeveelhede regte insekdoders (Siram en paraquat) is by seewater- en varswatermonsters gevoeg en op toetsstrokies geplaas vir SERS-analise.
Die water word geneem uit die monding van die rivier in Aveiro, Portugal, en uit krane in dieselfde area, wat gereeld getoets word om waterbesoedeling doeltreffend te monitor.
Die navorsers het gevind dat die stroke twee plaagdodermolekules in konsentrasies so laag as 1 mikromol kon opspoor, wat gelykstaande is aan een plaagdodermolekule per miljoen watermolekules.
Professor Shanmugam Kumar, van die James Watt Skool vir Ingenieurswese aan die Universiteit van Glasgow, is een van die skrywers van die referaat.Hierdie werk bou voort op sy navorsing oor die gebruik van 3D-druktegnologie om nano-gemanipuleerde strukturele roosters met unieke eienskappe te skep.
"Die resultate van hierdie voorlopige studie is baie bemoedigend en toon dat hierdie laekoste-materiale gebruik kan word om sensors vir SERS te vervaardig om plaagdoders op te spoor, selfs teen baie lae konsentrasies."
Dr. Sara Fateixa van die CICECO Aveiro Materials Institute aan die Universiteit van Aveiro, 'n mede-outeur van die referaat, het plasma-nanopartikels ontwikkel wat SERS-tegnologie ondersteun.Terwyl hierdie vraestel die stelsel se vermoë ondersoek om spesifieke tipes waterbesoedeling op te spoor, kan die tegnologie maklik toegepas word om die teenwoordigheid van waterbesoedeling te monitor.
Pos tyd: Jan-24-2024