In team fan ûndersikers fan universiteiten yn Skotlân, Portugal en Dútslân hat in sensor ûntwikkele dy't helpe kin om de oanwêzigens fan bestridingsmiddels yn tige lege konsintraasjes yn wettermonsters te detektearjen.
Harren wurk, beskreaun yn in nij artikel dat hjoed publisearre is yn it tydskrift Polymer Materials and Engineering, koe wettermonitoring rapper, makliker en goedkeaper meitsje.
Bestridingsmiddels wurde wrâldwiid in soad brûkt yn 'e lânbou om gewaaksferlies te foarkommen. Foarsichtigens moat lykwols betracht wurde, om't sels lytse lekken yn boaiem, grûnwetter of seewetter skea kinne feroarsaakje oan 'e sûnens fan minsken, bisten en it miljeu.
Regelmjittige miljeumonitoring is essensjeel om wetterfersmoarging te minimalisearjen, sadat der direkt aksje nommen wurde kin as bestridingsmiddels yn wettermonsters ûntdutsen wurde. Op it stuit wurdt bestridingsmiddelstests meastentiids dien ûnder laboratoariumomstannichheden mei metoaden lykas chromatografy en massaspektrometry.
Hoewol dizze testen betroubere en krekte resultaten leverje, kinne se tiidslinend en djoer wêze om út te fieren. Ien beloftefol alternatyf is in gemysk analyse-ark neamd oerflakfersterke Raman-fersprieding (SERS).
As ljocht in molekule rekket, ferspriedt it him op ferskillende frekwinsjes, ôfhinklik fan 'e molekulêre struktuer fan it molekule. Mei SERS kinne wittenskippers de hoemannichte oerbleaune molekulen yn in testmonster dy't op in metalen oerflak adsorbearre is, detektearje en identifisearje troch de unike "fingerprint" fan ljocht te analysearjen dat troch de molekulen ferspraat wurdt.
Dit effekt kin fersterke wurde troch it metalen oerflak oan te passen sadat it molekulen kin adsorbearje, wêrtroch it fermogen fan 'e sensor om lege konsintraasjes fan molekulen yn it stekproef te detektearjen ferbetteret.
It ûndersyksteam sette him yn om in nije, mear draachbere testmetoade te ûntwikkeljen dy't molekulen yn wettermonsters adsorbearje koe mei help fan beskikbere 3D-printe materialen en krekte earste resultaten yn it fjild leverje koe.
Om dit te dwaan, bestudearren se ferskate soarten selstrukturen makke fan in mingsel fan polypropyleen en mearwandige koalstofnanobuizen. De gebouwen waarden makke mei smelte filamenten, in gewoane soarte fan 3D-printsjen.
Mei help fan tradisjonele wiete skiekundetechniken wurde sulveren en gouden nanopartikels op it oerflak fan 'e selstruktuer ôfset om in oerflakfersterke Raman-ferspriedingsproses mooglik te meitsjen.
Se testen it fermogen fan ferskate 3D-printe selmateriaalstrukturen om molekulen fan 'e organyske kleurstof methyleenblau te absorbearjen en te adsorbearjen, en analysearren se doe mei in draachbere Raman-spektrometer.
De materialen dy't it bêste prestearren yn 'e earste testen - roosterûntwerpen (periodike sellulêre struktueren) bûn oan sulveren nanopartikels - waarden doe tafoege oan 'e teststrip. Lytse hoemannichten echte ynsektisiden (Siram en paraquat) waarden tafoege oan seewetter- en swietwettermonsters en op teststrips pleatst foar SERS-analyze.
It wetter wurdt helle út 'e mûning fan 'e rivier yn Aveiro, Portugal, en út kranen yn itselde gebiet, dy't regelmjittich hifke wurde om wetterfersmoarging effektyf te kontrolearjen.
De ûndersikers fûnen dat de strips twa pestizidmolekulen detektearje koene yn konsintraasjes sa leech as 1 mikromol, wat lykweardich is oan ien pestizidmolekule per miljoen wettermolekulen.
Professor Shanmugam Kumar, fan 'e James Watt School of Engineering oan 'e Universiteit fan Glasgow, is ien fan 'e auteurs fan it artikel. Dit wurk bout fierder op syn ûndersyk nei it gebrûk fan 3D-printtechnology om nano-engineered strukturele roosters mei unike eigenskippen te meitsjen.
"De resultaten fan dizze foarriedige stúdzje binne tige bemoedigjend en litte sjen dat dizze goedkeape materialen brûkt wurde kinne om sensoren te produsearjen foar SERS om bestridingsmiddels te detektearjen, sels by tige lege konsintraasjes."
Dr. Sara Fateixa fan it CICECO Aveiro Materials Institute oan 'e Universiteit fan Aveiro, in mei-auteur fan it artikel, hat plasma-nanopartikels ûntwikkele dy't SERS-technology stypje. Wylst dit artikel it fermogen fan it systeem ûndersiket om spesifike soarten wetterfersmoarging te detektearjen, kin de technology maklik tapast wurde om de oanwêzigens fan wetterfersmoarging te kontrolearjen.
Pleatsingstiid: 24 jannewaris 2024