Шотландия, Португалия жана Германия университеттеринин изилдөөчүлөрүнүн тобу суу үлгүлөрүндө пестициддердин өтө төмөн концентрацияда болушун аныктоого жардам бере турган сенсорду иштеп чыгышты.
Алардын иши бүгүн Polymer Materials and Engineering журналында жарыяланган жаңы макалада сүрөттөлгөн жана сууну көзөмөлдөөнү тездетүүгө, жеңилдетүүгө жана арзандатууга жардам берет.
Пестициддер дүйнө жүзү боюнча айыл чарбасында түшүмдүн жоголушунун алдын алуу үчүн кеңири колдонулат. Бирок, этият болуу керек, анткени топуракка, жер астындагы сууларга же деңиз суусуна кичинекей агып кетүүлөр да адамдардын, жаныбарлардын жана айлана-чөйрөнүн ден соолугуна зыян келтириши мүмкүн.
Суунун булганышын азайтуу үчүн үзгүлтүксүз айлана-чөйрөнү көзөмөлдөө зарыл, ошондо суу үлгүлөрүндө пестициддер табылганда тез арада чара көрүлөт. Учурда пестициддерди текшерүү, адатта, лабораториялык шарттарда хроматография жана массалык спектрометрия сыяктуу ыкмаларды колдонуу менен жүргүзүлөт.
Бул сыноолор ишенимдүү жана так натыйжаларды бергени менен, аларды аткаруу көп убакытты талап кылып, кымбатка турушу мүмкүн. Бир келечектүү альтернатива - бул беттик күчөтүлгөн раман чачырандысы (SERS) деп аталган химиялык анализ куралы.
Жарык молекулага тийгенде, ал молекуланын молекулярдык түзүлүшүнө жараша ар кандай жыштыктарда чачырайт. SERS окумуштууларга молекулалар чачыраган жарыктын уникалдуу "манжа изин" талдоо аркылуу металл бетине адсорбцияланган сыноо үлгүсүндөгү калдык молекулалардын көлөмүн аныктоого жана аныктоого мүмкүндүк берет.
Бул эффектти металлдын бетин молекулаларды адсорбциялай тургандай кылып өзгөртүү менен күчөтүүгө болот, ошону менен сенсордун үлгүдөгү молекулалардын аз концентрациясын аныктоо жөндөмүн жакшыртат.
Изилдөө тобу жеткиликтүү 3D басылган материалдарды колдонуу менен молекулаларды суу үлгүлөрүнө адсорбциялап, талаа шартында так баштапкы натыйжаларды бере турган жаңы, көчмө сыноо ыкмасын иштеп чыгууну көздөштү.
Ал үчүн алар полипропилен менен көп дубалдуу көмүртек нанотүтүкчөлөрүнүн аралашмасынан жасалган бир нече ар кандай клетка түзүлүштөрүн изилдешкен. Имараттар 3D басып чыгаруунун кеңири таралган түрү болгон эритилген жипчелерди колдонуу менен курулган.
Салттуу нымдуу химия ыкмаларын колдонуу менен, күмүш жана алтын нанобөлүкчөлөрү клетканын түзүлүшүнүн бетине жайгаштырылып, бетти күчөтүлгөн Раман чачыратуу процессин камсыз кылат.
Алар бир нече ар кандай 3D басылган клетка материалынын структураларынын метилен көк органикалык боёгунун молекулаларын сиңирип жана адсорбциялоо жөндөмүн сынап көрүштү, андан кийин аларды көчмө Раман спектрометринин жардамы менен талдашты.
Андан кийин алгачкы сыноолордо эң жакшы натыйжа берген материалдар – күмүш нанобөлүкчөлөрүнө байланган торчо конструкциялары (мезгилдүү клеткалык түзүлүштөр) – сыноо тилкесине кошулган. Деңиз суусунун жана таза суунун үлгүлөрүнө аз өлчөмдөгү чыныгы инсектициддер (Сирам жана паракват) кошулуп, SERS анализи үчүн сыноо тилкелерине жайгаштырылган.
Суу Португалиянын Авейру шаарындагы дарыянын куйган жеринен жана ошол эле аймактагы крандардан алынат, алар суунун булганышын натыйжалуу көзөмөлдөө үчүн үзгүлтүксүз текшерилип турат.
Изилдөөчүлөр тилкелер 1 микромольдон төмөн концентрациядагы эки пестицид молекуласын аныктай алганын аныкташкан, бул миллион суу молекуласына бир пестицид молекуласына барабар.
Глазго университетинин Жеймс Уотт атындагы инженердик мектебинин профессору Шанмугам Кумар макаланын авторлорунун бири. Бул эмгек анын уникалдуу касиеттерге ээ наноинженерияланган структуралык торчолорду түзүү үчүн 3D басып чыгаруу технологиясын колдонуу боюнча изилдөөсүнө негизделген.
«Бул алдын ала изилдөөнүн жыйынтыктары абдан кубандырат жана бул арзан материалдарды пестициддерди өтө төмөн концентрацияда да аныктоо үчүн SERS үчүн сенсорлорду өндүрүүдө колдонсо болорун көрсөтүп турат».
Авейру университетинин CICECO Авейру материалдар институтунун доктору, макаланын авторлорунун бири, доктор Сара Фатейша SERS технологиясын колдогон плазмалык нанобөлүкчөлөрдү иштеп чыккан. Бул макалада системанын суу булгоочу заттардын белгилүү бир түрлөрүн аныктоо жөндөмү каралат, бирок бул технологияны суу булгоочу заттардын бар экендигин көзөмөлдөө үчүн оңой эле колдонсо болот.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 24-январы