पाणी गुणवत्ता सेन्सर

स्कॉटलंड, पोर्तुगाल आणि जर्मनी येथील विद्यापीठांतील संशोधकांच्या पथकाने एक सेन्सर विकसित केला आहे जो पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये अत्यंत कमी प्रमाणात कीटकनाशकांची उपस्थिती शोधण्यात मदत करू शकतो.
पॉलिमर मटेरिअल्स अँड इंजिनीअरिंग जर्नलमध्ये आज प्रकाशित झालेल्या एका नवीन पेपरमध्ये त्यांचे कार्य वर्णन केले आहे, ज्यामुळे पाण्याचे निरीक्षण जलद, सोपे आणि स्वस्त होऊ शकते.
पिकांचे नुकसान टाळण्यासाठी जगभरातील शेतीमध्ये कीटकनाशकांचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.तथापि, सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे, कारण माती, भूजल किंवा समुद्राच्या पाण्यामध्ये लहान गळती देखील मानव, प्राणी आणि पर्यावरणीय आरोग्यास हानी पोहोचवू शकते.

पाण्याचे प्रदूषण कमी करण्यासाठी नियमित पर्यावरण निरीक्षण आवश्यक आहे जेणेकरुन पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये कीटकनाशके आढळल्यास त्वरित कारवाई केली जाऊ शकते.सध्या, क्रोमॅटोग्राफी आणि मास स्पेक्ट्रोमेट्री यासारख्या पद्धती वापरून कीटकनाशक चाचणी सामान्यतः प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत केली जाते.
जरी या चाचण्या विश्वसनीय आणि अचूक परिणाम प्रदान करतात, परंतु त्या पार पाडण्यासाठी वेळ घेणारे आणि महाग असू शकतात.एक आशादायक पर्याय म्हणजे पृष्ठभाग-वर्धित रमन स्कॅटरिंग (SERS) नावाचे रासायनिक विश्लेषण साधन.
जेव्हा प्रकाश एखाद्या रेणूवर आदळतो तेव्हा तो रेणूच्या आण्विक रचनेवर अवलंबून वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीवर विखुरतो.SERS शास्त्रज्ञांना रेणूंद्वारे विखुरलेल्या प्रकाशाच्या अद्वितीय "फिंगरप्रिंट" चे विश्लेषण करून धातूच्या पृष्ठभागावर शोषलेल्या चाचणी नमुन्यातील अवशिष्ट रेणूंचे प्रमाण शोधण्याची आणि ओळखण्याची परवानगी देते.
हा प्रभाव धातूच्या पृष्ठभागावर बदल करून वाढविला जाऊ शकतो ज्यामुळे ते रेणू शोषू शकतात, ज्यामुळे नमुन्यातील रेणूंची कमी सांद्रता शोधण्याची सेन्सरची क्षमता सुधारते.
संशोधन कार्यसंघ एक नवीन, अधिक पोर्टेबल चाचणी पद्धत विकसित करण्यास तयार आहे जे उपलब्ध 3D मुद्रित सामग्री वापरून पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये रेणूंचे शोषण करू शकते आणि क्षेत्रामध्ये अचूक प्रारंभिक परिणाम प्रदान करू शकते.
असे करण्यासाठी, त्यांनी पॉलीप्रोपीलीन आणि बहु-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबच्या मिश्रणापासून बनवलेल्या विविध प्रकारच्या सेल स्ट्रक्चर्सचा अभ्यास केला.इमारती वितळलेल्या फिलामेंट्सचा वापर करून तयार केल्या गेल्या, 3D प्रिंटिंगचा एक सामान्य प्रकार.
पारंपारिक ओले रसायन तंत्राचा वापर करून, पृष्ठभाग-वर्धित रमन विखुरण्याची प्रक्रिया सक्षम करण्यासाठी सेल स्ट्रक्चरच्या पृष्ठभागावर चांदी आणि सोन्याचे नॅनोकण जमा केले जातात.
त्यांनी ऑरगॅनिक डाई मिथिलीन ब्लूचे रेणू शोषून घेण्याच्या आणि शोषून घेण्याच्या विविध 3D मुद्रित सेल सामग्री संरचनांच्या क्षमतेची चाचणी केली आणि नंतर पोर्टेबल रमन स्पेक्ट्रोमीटर वापरून त्यांचे विश्लेषण केले.
सुरुवातीच्या चाचण्यांमध्ये सर्वोत्कृष्ट कामगिरी करणारी सामग्री - चांदीच्या नॅनोकणांना बांधलेली जाळी रचना (नियतकालिक सेल्युलर संरचना) - नंतर चाचणी पट्टीमध्ये जोडली गेली.समुद्रातील पाणी आणि गोड्या पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये खरी कीटकनाशके (सिराम आणि पॅराक्वॅट) कमी प्रमाणात जोडली गेली आणि SERS विश्लेषणासाठी चाचणी पट्ट्यांवर ठेवली गेली.
हे पाणी पोर्तुगालमधील Aveiro मधील नदीच्या मुखातून आणि त्याच भागातील नळांमधून घेतले जाते, ज्याची जलप्रदूषणाची प्रभावीपणे देखरेख करण्यासाठी नियमितपणे चाचणी केली जाते.
संशोधकांना असे आढळून आले की पट्ट्या 1 मायक्रोमोल इतके कमी एकाग्रतेमध्ये दोन कीटकनाशक रेणू शोधण्यात सक्षम आहेत, जे प्रति दशलक्ष पाण्याच्या रेणूमध्ये एक कीटकनाशक रेणूच्या समतुल्य आहे.
ग्लासगो विद्यापीठातील जेम्स वॅट स्कूल ऑफ इंजिनीअरिंगचे प्रोफेसर षणमुगम कुमार हे पेपरच्या लेखकांपैकी एक आहेत.हे कार्य अद्वितीय गुणधर्मांसह नॅनोइंजिनिअर्ड स्ट्रक्चरल जाळी तयार करण्यासाठी 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरावरील संशोधनावर आधारित आहे.
"या प्राथमिक अभ्यासाचे परिणाम अतिशय उत्साहवर्धक आहेत आणि हे दर्शविते की या कमी किमतीच्या सामग्रीचा वापर SERS साठी कीटकनाशके शोधण्यासाठी सेन्सर तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, अगदी कमी एकाग्रतेवर देखील."
CICECO Aveiro Materials Institute मधील डॉ. सारा Fateixa, Aveiro विद्यापीठातील, पेपरच्या सह-लेखकाने, SERS तंत्रज्ञानाला समर्थन देणारे प्लाझ्मा नॅनो पार्टिकल्स विकसित केले आहेत.हा पेपर विशिष्ट प्रकारचे पाणी दूषित शोधण्याच्या यंत्रणेच्या क्षमतेचे परीक्षण करत असताना, पाणी दूषित घटकांच्या उपस्थितीचे परीक्षण करण्यासाठी तंत्रज्ञान सहजपणे लागू केले जाऊ शकते.