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 ఈ రోజు ప్రచురించబడిన కొత్త పేపర్‌లో వారి పని వివరించబడింది, నీటి పర్యవేక్షణను వేగంగా, సులభంగా మరియు చౌకగా చేయవచ్చు.
పంట నష్టాలను నివారించడానికి ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యవసాయంలో పురుగుమందులు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.అయినప్పటికీ, నేల, భూగర్భజలాలు లేదా సముద్రపు నీటిలో చిన్న లీకేజీలు కూడా మానవ, జంతువు మరియు పర్యావరణ ఆరోగ్యానికి హాని కలిగించవచ్చు కాబట్టి, జాగ్రత్త వహించాలి.

నీటి కలుషితాన్ని తగ్గించడానికి క్రమం తప్పకుండా పర్యావరణ పర్యవేక్షణ అవసరం, తద్వారా నీటి నమూనాలలో పురుగుమందులు గుర్తించబడినప్పుడు సత్వర చర్య తీసుకోవచ్చు.ప్రస్తుతం, పురుగుమందుల పరీక్ష సాధారణంగా క్రోమాటోగ్రఫీ మరియు మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ వంటి పద్ధతులను ఉపయోగించి ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో జరుగుతుంది.
ఈ పరీక్షలు నమ్మదగిన మరియు ఖచ్చితమైన ఫలితాలను అందించినప్పటికీ, అవి నిర్వహించడానికి సమయం తీసుకుంటాయి మరియు ఖరీదైనవి.ఒక మంచి ప్రత్యామ్నాయం అనేది ఉపరితల-మెరుగైన రామన్ స్కాటరింగ్ (SERS) అని పిలువబడే రసాయన విశ్లేషణ సాధనం.
కాంతి ఒక అణువును తాకినప్పుడు, అది అణువు యొక్క పరమాణు నిర్మాణాన్ని బట్టి వివిధ పౌనఃపున్యాల వద్ద చెదరగొడుతుంది.అణువుల ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతి యొక్క ప్రత్యేకమైన “వేలిముద్ర”ను విశ్లేషించడం ద్వారా లోహ ఉపరితలంపై శోషించబడిన పరీక్ష నమూనాలోని అవశేష అణువుల మొత్తాన్ని గుర్తించడానికి మరియు గుర్తించడానికి SERS శాస్త్రవేత్తలను అనుమతిస్తుంది.
లోహ ఉపరితలాన్ని సవరించడం ద్వారా ఈ ప్రభావాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు, తద్వారా ఇది అణువులను శోషించగలదు, తద్వారా నమూనాలోని అణువుల తక్కువ సాంద్రతలను గుర్తించే సెన్సార్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
అందుబాటులో ఉన్న 3D ప్రింటెడ్ మెటీరియల్‌లను ఉపయోగించి నీటి నమూనాలలో అణువులను శోషించగల మరియు ఫీల్డ్‌లో ఖచ్చితమైన ప్రారంభ ఫలితాలను అందించగల కొత్త, మరింత పోర్టబుల్ పరీక్షా పద్ధతిని అభివృద్ధి చేయడానికి పరిశోధనా బృందం బయలుదేరింది.
అలా చేయడానికి, వారు పాలీప్రొఫైలిన్ మరియు బహుళ గోడల కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల మిశ్రమంతో తయారు చేయబడిన అనేక రకాలైన కణ నిర్మాణాలను అధ్యయనం చేశారు.కరిగిన తంతువులను ఉపయోగించి భవనాలు సృష్టించబడ్డాయి, ఇది 3D ప్రింటింగ్ యొక్క సాధారణ రకం.
సాంప్రదాయ తడి రసాయన శాస్త్ర పద్ధతులను ఉపయోగించి, ఉపరితల-మెరుగైన రామన్ వికీర్ణ ప్రక్రియను ప్రారంభించడానికి వెండి మరియు బంగారు నానోపార్టికల్స్ సెల్ నిర్మాణం యొక్క ఉపరితలంపై జమ చేయబడతాయి.
వారు ఆర్గానిక్ డై మిథైలీన్ బ్లూ యొక్క అణువులను శోషించడానికి మరియు శోషించడానికి అనేక విభిన్న 3D ప్రింటెడ్ సెల్ మెటీరియల్ నిర్మాణాల సామర్థ్యాన్ని పరీక్షించారు, ఆపై వాటిని పోర్టబుల్ రామన్ స్పెక్ట్రోమీటర్ ఉపయోగించి విశ్లేషించారు.
ప్రారంభ పరీక్షలలో అత్యుత్తమ పనితీరు కనబరిచిన పదార్థాలు - వెండి నానోపార్టికల్స్‌కు కట్టుబడి ఉండే లాటిస్ డిజైన్‌లు (ఆవర్తన సెల్యులార్ స్ట్రక్చర్‌లు) - తర్వాత పరీక్ష స్ట్రిప్‌కు జోడించబడ్డాయి.చిన్న మొత్తంలో నిజమైన క్రిమిసంహారకాలు (సిరం మరియు పారాక్వాట్) సముద్రపు నీరు మరియు మంచినీటి నమూనాలకు జోడించబడ్డాయి మరియు SERS విశ్లేషణ కోసం పరీక్ష స్ట్రిప్‌లపై ఉంచబడ్డాయి.
పోర్చుగల్‌లోని అవీరోలోని నది ముఖద్వారం నుండి మరియు అదే ప్రాంతంలోని కుళాయిల నుండి నీటిని తీసుకుంటారు, ఇవి నీటి కాలుష్యాన్ని సమర్థవంతంగా పర్యవేక్షించడానికి క్రమం తప్పకుండా పరీక్షించబడతాయి.
స్ట్రిప్స్ 1 మైక్రోమోల్ కంటే తక్కువ సాంద్రతలో రెండు పురుగుమందుల అణువులను గుర్తించగలవని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు, ఇది మిలియన్ నీటి అణువులకు ఒక పురుగుమందుల అణువుకు సమానం.
గ్లాస్గో విశ్వవిద్యాలయంలోని జేమ్స్ వాట్ స్కూల్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ నుండి ప్రొఫెసర్ షణ్ముగం కుమార్ పేపర్ రచయితలలో ఒకరు.ప్రత్యేకమైన లక్షణాలతో నానో ఇంజనీర్డ్ స్ట్రక్చరల్ లాటిస్‌లను రూపొందించడానికి 3D ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడంపై అతని పరిశోధన ఆధారంగా ఈ పని రూపొందించబడింది.
"ఈ ప్రాథమిక అధ్యయనం యొక్క ఫలితాలు చాలా ప్రోత్సాహకరంగా ఉన్నాయి మరియు ఈ తక్కువ-ధర పదార్థాలు చాలా తక్కువ సాంద్రతలలో కూడా పురుగుమందులను గుర్తించడానికి SERS కోసం సెన్సార్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చని చూపిస్తుంది."
పేపర్‌కు సహ రచయిత అయిన అవేరో విశ్వవిద్యాలయంలోని CICECO అవీరో మెటీరియల్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌కు చెందిన డాక్టర్. సారా ఫటీక్సా SERS సాంకేతికతకు మద్దతు ఇచ్చే ప్లాస్మా నానోపార్టికల్స్‌ను అభివృద్ధి చేశారు.ఈ పేపర్ నిర్దిష్ట రకాల నీటి కలుషితాలను గుర్తించే సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని పరిశీలిస్తుండగా, నీటి కలుషితాల ఉనికిని పర్యవేక్షించడానికి సాంకేతికతను సులభంగా అన్వయించవచ్చు.