Një ekip studiuesish nga universitetet në Skoci, Portugali dhe Gjermani ka zhvilluar një sensor që mund të ndihmojë në zbulimin e pranisë së pesticideve në përqendrime shumë të ulëta në mostrat e ujit.
Puna e tyre, e përshkruar në një punim të ri të botuar sot në revistën Polymer Materials and Engineering, mund ta bëjë monitorimin e ujit më të shpejtë, më të lehtë dhe më të lirë.
Pesticidet përdoren gjerësisht në bujqësi në të gjithë botën për të parandaluar humbjet e të korrave. Megjithatë, duhet treguar kujdes, pasi edhe rrjedhjet e vogla në tokë, ujëra nëntokësore ose ujë deti mund të shkaktojnë dëme në shëndetin e njerëzve, kafshëve dhe mjedisit.
Monitorimi i rregullt mjedisor është thelbësor për të minimizuar ndotjen e ujit në mënyrë që të merren masa të shpejta kur zbulohen pesticide në mostrat e ujit. Aktualisht, testimi i pesticideve zakonisht bëhet në kushte laboratorike duke përdorur metoda të tilla si kromatografia dhe spektrometria masive.
Ndërkohë që këto teste ofrojnë rezultate të besueshme dhe të sakta, ato mund të kërkojnë shumë kohë dhe të jenë të kushtueshme për t'u kryer. Një alternativë premtuese është një mjet analize kimike i quajtur Shpërndarja Raman e Përmirësuar Sipërfaqësore (SERS).
Kur drita godet një molekulë, ajo shpërndahet në frekuenca të ndryshme në varësi të strukturës molekulare të molekulës. SERS u lejon shkencëtarëve të zbulojnë dhe identifikojnë sasinë e molekulave të mbetura në një mostër prove të adsorbuara në një sipërfaqe metalike duke analizuar "gjurmën" unike të dritës së shpërndarë nga molekulat.
Ky efekt mund të përmirësohet duke modifikuar sipërfaqen metalike në mënyrë që ajo të mund të thithë molekulat, duke përmirësuar kështu aftësinë e sensorit për të zbuluar përqendrime të ulëta të molekulave në mostër.
Ekipi i kërkimit nisi të zhvillonte një metodë të re dhe më të lëvizshme testimi që mund të adsorbonte molekulat në mostrat e ujit duke përdorur materiale të printuara 3D në dispozicion dhe të ofronte rezultate fillestare të sakta në terren.
Për ta bërë këtë, ata studiuan disa lloje të ndryshme të strukturave qelizore të bëra nga një përzierje polipropileni dhe nanotubash karboni me shumë mure. Ndërtesat u krijuan duke përdorur filamente të shkrirë, një lloj i zakonshëm i printimit 3D.
Duke përdorur teknikat tradicionale të kimisë së lagësht, nanopjesëzat e argjendit dhe arit depozitohen në sipërfaqen e strukturës qelizore për të mundësuar një proces shpërndarjeje Raman të përforcuar në sipërfaqe.
Ata testuan aftësinë e disa strukturave të ndryshme të materialeve qelizore të printuara në 3D për të thithur dhe adsorbuar molekulat e ngjyrës organike blu metilen, dhe më pas i analizuan ato duke përdorur një spektrometër Raman portativ.
Materialet që performuan më mirë në testet fillestare – dizajnet e rrjetës (strukturat qelizore periodike) të lidhura me nanopjesëza argjendi – u shtuan më pas në shiritin e testimit. Sasi të vogla insekticidesh të vërteta (Siram dhe paraquat) u shtuan në mostrat e ujit të detit dhe të ujit të ëmbël dhe u vendosën në shiritat e testimit për analizën SERS.
Uji merret nga grykëderdhja e lumit në Aveiro, Portugali, dhe nga rubinetat në të njëjtën zonë, të cilat testohen rregullisht për të monitoruar në mënyrë efektive ndotjen e ujit.
Studiuesit zbuluan se shiritat ishin në gjendje të zbulonin dy molekula pesticidesh në përqendrime deri në 1 mikromol, që është ekuivalente me një molekulë pesticidi për milion molekula uji.
Profesori Shanmugam Kumar, nga Shkolla e Inxhinierisë James Watt në Universitetin e Glasgout, është një nga autorët e punimit. Ky punim bazohet në hulumtimin e tij mbi përdorimin e teknologjisë së printimit 3D për të krijuar rrjeta strukturore të nanoinxhinieruara me veti unike.
"Rezultatet e këtij studimi paraprak janë shumë inkurajuese dhe tregojnë se këto materiale me kosto të ulët mund të përdoren për të prodhuar sensorë për SERS për të zbuluar pesticidet, madje edhe në përqendrime shumë të ulëta."
Dr. Sara Fateixa nga Instituti i Materialeve CICECO Aveiro në Universitetin e Aveiros, një bashkautore e punimit, ka zhvilluar nanopjesëza plazme që mbështesin teknologjinë SERS. Ndërsa ky punim shqyrton aftësinë e sistemit për të zbuluar lloje specifike të ndotësve të ujit, teknologjia mund të zbatohet lehtësisht për të monitoruar praninë e ndotësve të ujit.
Koha e postimit: 24 janar 2024