నీటి నాణ్యత సెన్సార్

స్కాట్లాండ్, పోర్చుగల్ మరియు జర్మనీలోని విశ్వవిద్యాలయాల పరిశోధకుల బృందం నీటి నమూనాలలో చాలా తక్కువ సాంద్రతలలో పురుగుమందుల ఉనికిని గుర్తించడంలో సహాయపడే సెన్సార్‌ను అభివృద్ధి చేసింది.
పాలిమర్ మెటీరియల్స్ అండ్ ఇంజనీరింగ్ జర్నల్‌లో ఈరోజు ప్రచురించబడిన కొత్త పత్రంలో వివరించిన వారి పని, నీటి పర్యవేక్షణను వేగంగా, సులభంగా మరియు చౌకగా చేయగలదు.
పంట నష్టాలను నివారించడానికి ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యవసాయంలో పురుగుమందులను విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. అయితే, నేల, భూగర్భ జలాలు లేదా సముద్రపు నీటిలోకి చిన్న లీకేజీలు కూడా మానవ, జంతు మరియు పర్యావరణ ఆరోగ్యానికి హాని కలిగిస్తాయి కాబట్టి జాగ్రత్త వహించాలి.

నీటి నమూనాలలో పురుగుమందులు గుర్తించినప్పుడు సత్వర చర్యలు తీసుకునేలా నీటి కాలుష్యాన్ని తగ్గించడానికి క్రమం తప్పకుండా పర్యావరణ పర్యవేక్షణ అవసరం. ప్రస్తుతం, పురుగుమందుల పరీక్ష సాధారణంగా క్రోమాటోగ్రఫీ మరియు మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ వంటి పద్ధతులను ఉపయోగించి ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో జరుగుతుంది.
ఈ పరీక్షలు నమ్మదగిన మరియు ఖచ్చితమైన ఫలితాలను అందిస్తున్నప్పటికీ, వాటిని నిర్వహించడానికి సమయం తీసుకుంటుంది మరియు ఖరీదైనది కావచ్చు. ఒక ఆశాజనకమైన ప్రత్యామ్నాయం సర్ఫేస్-ఎన్‌హాన్స్‌డ్ రామన్ స్కాటరింగ్ (SERS) అనే రసాయన విశ్లేషణ సాధనం.
కాంతి ఒక అణువును తాకినప్పుడు, అది అణువు యొక్క పరమాణు నిర్మాణాన్ని బట్టి వేర్వేరు పౌనఃపున్యాల వద్ద చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. SERS శాస్త్రవేత్తలు అణువుల ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతి యొక్క ప్రత్యేకమైన "వేలిముద్ర"ను విశ్లేషించడం ద్వారా లోహ ఉపరితలంపై శోషించబడిన పరీక్ష నమూనాలోని అవశేష అణువుల మొత్తాన్ని గుర్తించి గుర్తించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ఈ ప్రభావాన్ని లోహ ఉపరితలాన్ని సవరించడం ద్వారా మెరుగుపరచవచ్చు, తద్వారా ఇది అణువులను శోషించగలదు, తద్వారా నమూనాలోని తక్కువ సాంద్రత కలిగిన అణువులను గుర్తించే సెన్సార్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
అందుబాటులో ఉన్న 3D ముద్రిత పదార్థాలను ఉపయోగించి నీటి నమూనాలలో అణువులను శోషించగల మరియు క్షేత్రంలో ఖచ్చితమైన ప్రారంభ ఫలితాలను అందించగల కొత్త, మరింత పోర్టబుల్ పరీక్షా పద్ధతిని అభివృద్ధి చేయడానికి పరిశోధన బృందం బయలుదేరింది.
అలా చేయడానికి, వారు పాలీప్రొఫైలిన్ మరియు బహుళ గోడల కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల మిశ్రమంతో తయారు చేయబడిన అనేక రకాల కణ నిర్మాణాలను అధ్యయనం చేశారు. ఈ భవనాలను కరిగిన తంతువులను ఉపయోగించి సృష్టించారు, ఇది సాధారణ 3D ప్రింటింగ్ రకం.
సాంప్రదాయ తడి రసాయన శాస్త్ర పద్ధతులను ఉపయోగించి, వెండి మరియు బంగారు నానోపార్టికల్స్‌ను కణ నిర్మాణం యొక్క ఉపరితలంపై నిక్షిప్తం చేసి, ఉపరితల-మెరుగైన రామన్ స్కాటరింగ్ ప్రక్రియను ప్రారంభిస్తారు.
వారు సేంద్రీయ రంగు మిథిలీన్ బ్లూ యొక్క అణువులను గ్రహించి, శోషించుకునే అనేక విభిన్న 3D ప్రింటెడ్ సెల్ పదార్థ నిర్మాణాల సామర్థ్యాన్ని పరీక్షించారు, ఆపై పోర్టబుల్ రామన్ స్పెక్ట్రోమీటర్ ఉపయోగించి వాటిని విశ్లేషించారు.
ప్రారంభ పరీక్షలలో ఉత్తమంగా పనిచేసిన పదార్థాలు - లాటిస్ డిజైన్లు (ఆవర్తన కణ నిర్మాణాలు) వెండి నానోపార్టికల్స్‌కు కట్టుబడి - పరీక్ష స్ట్రిప్‌కు జోడించబడ్డాయి. సముద్రపు నీరు మరియు మంచినీటి నమూనాలకు తక్కువ మొత్తంలో నిజమైన పురుగుమందులు (సిరామ్ మరియు పారాక్వాట్) జోడించబడ్డాయి మరియు SERS విశ్లేషణ కోసం పరీక్ష స్ట్రిప్‌లపై ఉంచబడ్డాయి.
పోర్చుగల్‌లోని అవీరోలోని నది ముఖద్వారం నుండి మరియు అదే ప్రాంతంలోని కుళాయిల నుండి నీటిని తీసుకుంటారు, నీటి కాలుష్యాన్ని సమర్థవంతంగా పర్యవేక్షించడానికి వీటిని క్రమం తప్పకుండా పరీక్షిస్తారు.
ఈ స్ట్రిప్స్ 1 మైక్రోమోల్ కంటే తక్కువ సాంద్రతలో రెండు పురుగుమందుల అణువులను గుర్తించగలవని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు, ఇది మిలియన్ నీటి అణువులకు ఒక పురుగుమందు అణువుకు సమానం.
గ్లాస్గో విశ్వవిద్యాలయంలోని జేమ్స్ వాట్ స్కూల్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ నుండి ప్రొఫెసర్ షణ్ముగం కుమార్ ఈ పరిశోధనా పత్రాన్ని రాసిన వారిలో ఒకరు. ఈ పరిశోధన 3D ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి నానోఇంజనీరింగ్ స్ట్రక్చరల్ లాటిస్‌లను ప్రత్యేకమైన లక్షణాలతో రూపొందించడంపై ఆయన చేసిన పరిశోధన ఆధారంగా రూపొందించబడింది.
"ఈ ప్రాథమిక అధ్యయనం యొక్క ఫలితాలు చాలా ప్రోత్సాహకరంగా ఉన్నాయి మరియు ఈ తక్కువ-ధర పదార్థాలను చాలా తక్కువ సాంద్రతలలో కూడా పురుగుమందులను గుర్తించడానికి SERS కోసం సెన్సార్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చని చూపిస్తున్నాయి."
అవెయిరో విశ్వవిద్యాలయంలోని సిఐసిఇసిఓ అవెయిరో మెటీరియల్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ నుండి డాక్టర్ సారా ఫతేక్సా, ఈ పరిశోధనా పత్రం యొక్క సహ రచయిత, SERS సాంకేతికతకు మద్దతు ఇచ్చే ప్లాస్మా నానోపార్టికల్స్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ పరిశోధనా పత్రం నిర్దిష్ట రకాల నీటి కలుషితాలను గుర్తించే వ్యవస్థ సామర్థ్యాన్ని పరిశీలిస్తుండగా, నీటి కలుషితాల ఉనికిని పర్యవేక్షించడానికి ఈ సాంకేతికతను సులభంగా అన్వయించవచ్చు.