Teamo de esploristoj el universitatoj en Skotlando, Portugalio kaj Germanio evoluigis sensilon, kiu povas helpi detekti la ĉeeston de pesticidoj en tre malaltaj koncentriĝoj en akvospecimenoj.
Ilia laboro, priskribita en nova artikolo publikigita hodiaŭ en la revuo Polymer Materials and Engineering, povus igi akvomonitoradon pli rapida, pli facila kaj pli malmultekosta.
Pesticidoj estas vaste uzataj en agrikulturo tra la mondo por malhelpi rikoltperdojn. Tamen, oni devas esti singarda, ĉar eĉ malgrandaj likoj en grundon, grundakvon aŭ marakvon povas kaŭzi damaĝon al homa, besta kaj media sano.
Regula media monitorado estas esenca por minimumigi akvopoluadon, por ke oni povu rapide agi kiam pesticidoj estas detektitaj en akvospecimenoj. Nuntempe, pesticida testado kutime okazas sub laboratoriokondiĉoj uzante metodojn kiel kromatografio kaj masspektrometrio.
Kvankam ĉi tiuj testoj provizas fidindajn kaj precizajn rezultojn, ili povas esti tempopostulaj kaj multekostaj por plenumi. Unu promesplena alternativo estas kemia analizilo nomata surfac-plifortigita Raman-disĵeto (SERS).
Kiam lumo trafas molekulon, ĝi disiĝas je malsamaj frekvencoj depende de la molekula strukturo de la molekulo. SERS permesas al sciencistoj detekti kaj identigi la kvanton da restaj molekuloj en testspecimeno adsorbitaj sur metalsurfaco per analizo de la unika "fingrospuro" de lumo disigita de la molekuloj.
Ĉi tiu efiko povas esti plifortigita per modifo de la metalsurfaco tiel ke ĝi povas adsorbi molekulojn, tiel plibonigante la kapablon de la sensilo detekti malaltajn koncentriĝojn de molekuloj en la specimeno.
La esplorteamo celis disvolvi novan, pli porteblan testmetodon, kiu povus adsorbi molekulojn en akvospecimenojn uzante haveblajn 3D-presitajn materialojn kaj provizi precizajn komencajn rezultojn surloke.
Por fari tion, ili studis plurajn malsamajn tipojn de ĉelstrukturoj faritaj el miksaĵo de polipropileno kaj plurmuritaj karbonnanotuboj. La konstruaĵoj estis kreitaj uzante fanditajn filamentojn, oftan tipon de 3D-presado.
Uzante tradiciajn malsekajn kemiajn teknikojn, arĝentaj kaj oraj nanopartikloj estas deponitaj sur la surfaco de la ĉelstrukturo por ebligi surfac-plifortigitan Raman-disĵetan procezon.
Ili testis la kapablon de pluraj malsamaj 3D-presitaj ĉelmaterialaj strukturoj absorbi kaj adsorbi molekulojn de la organika tinkturfarbo metilenbluo, kaj poste analizis ilin per portebla Raman-spektrometro.
La materialoj, kiuj plej bone funkciis en la komencaj testoj - kradaj dezajnoj (periodaj ĉelaj strukturoj) ligitaj al arĝentaj nanopartikloj - estis poste aldonitaj al la teststrio. Malgrandaj kvantoj da veraj insekticidoj (Siram kaj parakvato) estis aldonitaj al marakvaj kaj dolĉakvaj specimenoj kaj metitaj sur teststriojn por SERS-analizo.
La akvo estas prenita el la riverbuŝo en Aveiro, Portugalio, kaj el kranoj en la sama areo, kiuj estas regule testitaj por efike monitori akvopoluadon.
La esploristoj trovis, ke la strioj kapablis detekti du pesticidajn molekulojn en koncentriĝoj tiel malaltaj kiel 1 mikromolekulo, kio egalas al unu pesticida molekulo po miliono da akvomolekuloj.
Profesoro Shanmugam Kumar, de la James Watt Lernejo de Inĝenierarto ĉe la Universitato de Glasgovo, estas unu el la aŭtoroj de la artikolo. Ĉi tiu verko baziĝas sur lia esplorado pri la uzo de 3D-presada teknologio por krei nanoinĝenieritajn strukturajn kradojn kun unikaj ecoj.
“La rezultoj de ĉi tiu prepara studo estas tre kuraĝigaj kaj montras, ke ĉi tiuj malaltkostaj materialoj povas esti uzataj por produkti sensilojn por SERS por detekti pesticidojn, eĉ je tre malaltaj koncentriĝoj.”
Doktorino Sara Fateixa de la CICECO Aveiro Materials Institute ĉe la Universitato de Aveiro, kunaŭtorino de la artikolo, disvolvis plasmajn nanopartiklojn, kiuj subtenas SERS-teknologion. Kvankam ĉi tiu artikolo ekzamenas la kapablon de la sistemo detekti specifajn specojn de akvaj poluaĵoj, la teknologio povus facile esti aplikata por monitori la ĉeeston de akvaj poluaĵoj.
Afiŝtempo: 24-a de januaro 2024