Vatnsgæðaskynjari

Hópur vísindamanna frá háskólum í Skotlandi, Portúgal og Þýskalandi hefur þróað skynjara sem getur hjálpað til við að greina tilvist skordýraeiturs í mjög litlum styrk í vatnssýnum.
Vinna þeirra, sem lýst er í nýrri grein sem birt var í dag í tímaritinu Polymer Materials and Engineering, gæti gert vatnseftirlit hraðari, auðveldara og ódýrara.
Varnarefni eru mikið notuð í landbúnaði um allan heim til að koma í veg fyrir uppskerutap.Hins vegar þarf að gæta varúðar þar sem jafnvel lítill leki í jarðveg, grunnvatn eða sjó getur skaðað heilsu manna, dýra og umhverfis.

Reglulegt umhverfisvöktun er nauðsynleg til að lágmarka vatnsmengun svo hægt sé að grípa til aðgerða þegar í stað þegar skordýraeitur finnast í vatnssýnum.Eins og er eru skordýraeiturprófanir venjulega gerðar við rannsóknarstofuaðstæður með aðferðum eins og litskiljun og massagreiningu.
Þó að þessar prófanir gefi áreiðanlegar og nákvæmar niðurstöður geta þær verið tímafrekar og dýrar í framkvæmd.Einn efnilegur valkostur er efnagreiningartæki sem kallast yfirborðsbætt Raman-dreifing (SERS).
Þegar ljós lendir á sameind dreifist það með mismunandi tíðni eftir sameindabyggingu sameindarinnar.SERS gerir vísindamönnum kleift að greina og bera kennsl á magn af leifum sameinda í prófunarsýni sem er aðsogað á málmyfirborð með því að greina hið einstaka „fingrafar“ ljóss sem dreift er af sameindunum.
Þessi áhrif má auka með því að breyta málmyfirborðinu þannig að það geti aðsogað sameindir og þar með bætt getu skynjarans til að greina lágan styrk sameinda í sýninu.
Rannsóknarteymið ætlaði sér að þróa nýja, flytjanlegri prófunaraðferð sem gæti aðsogað sameindir í vatnssýni með því að nota tiltækt þrívíddarprentað efni og veitt nákvæmar fyrstu niðurstöður á þessu sviði.
Til að gera það rannsökuðu þeir nokkrar mismunandi gerðir frumubygginga úr blöndu af pólýprópýleni og margveggja kolefnis nanórör.Byggingarnar voru búnar til með bræddum þráðum, algengri gerð þrívíddarprentunar.
Með því að nota hefðbundna blauta efnafræðiaðferðir eru silfur- og gullnanóagnir settar á yfirborð frumubyggingarinnar til að gera Raman-dreifingarferli kleift að auka yfirborðið.
Þeir prófuðu getu nokkurra mismunandi 3D prentaðra frumuefnabygginga til að gleypa og gleypa sameindir af lífræna litarefninu metýlenbláu og greindu þær síðan með því að nota flytjanlegan Raman litrófsmæli.
Efnin sem stóðu sig best í fyrstu prófunum - grindarhönnun (reglubundin frumubygging) bundin silfur nanóögnum - var síðan bætt við prófunarræmuna.Lítið magn af alvöru skordýraeitri (Siram og paraquat) var bætt við sjó- og ferskvatnssýni og sett á prófunarstrimla til SERS greiningar.
Vatnið er tekið úr mynni árinnar í Aveiro í Portúgal og úr krönum á sama svæði, sem eru reglulega prófaðir til að fylgjast vel með vatnsmengun.
Rannsakendur komust að því að ræmurnar gátu greint tvær skordýraeitursameindir í styrk eins lágum og 1 míkrómól, sem jafngildir einni varnarefnasameind á hverja milljón vatnsameinda.
Prófessor Shanmugam Kumar, frá James Watt verkfræðiskólanum við háskólann í Glasgow, er einn af höfundum greinarinnar.Þessi vinna byggir á rannsóknum hans á notkun þrívíddarprentunartækni til að búa til nanóverkfræðilegar grindur með einstaka eiginleika.
„Niðurstöður þessarar forrannsóknar eru mjög uppörvandi og sýna að hægt er að nota þessi ódýru efni til að framleiða skynjara fyrir SERS til að greina skordýraeitur, jafnvel við mjög lágan styrk.
Dr. Sara Fateixa frá CICECO Aveiro Materials Institute við háskólann í Aveiro, meðhöfundur greinarinnar, hefur þróað plasma nanóagnir sem styðja SERS tækni.Þó að þessi grein skoði getu kerfisins til að greina sérstakar tegundir vatnsmengunar, gæti tæknin auðveldlega verið beitt til að fylgjast með tilvist vatnsmengunarefna.