स्कॉटलंड, पोर्तुगाल आणि जर्मनी येथील विद्यापीठांमधील संशोधकांच्या पथकाने एक सेन्सर विकसित केला आहे जो पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये अत्यंत कमी सांद्रतेतील कीटकनाशकांची उपस्थिती शोधण्यास मदत करू शकतो.
पॉलिमर मटेरियल्स अँड इंजिनिअरिंग जर्नलमध्ये आज प्रकाशित झालेल्या एका नवीन पेपरमध्ये वर्णन केलेले त्यांचे काम, पाण्याचे निरीक्षण जलद, सोपे आणि स्वस्त बनवू शकते.
पिकांचे नुकसान टाळण्यासाठी जगभरातील शेतीमध्ये कीटकनाशकांचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो. तथापि, सावधगिरी बाळगली पाहिजे, कारण माती, भूजल किंवा समुद्राच्या पाण्यात अगदी लहान गळती देखील मानव, प्राणी आणि पर्यावरणीय आरोग्यास हानी पोहोचवू शकते.
पाण्याचे प्रदूषण कमी करण्यासाठी नियमित पर्यावरणीय देखरेख आवश्यक आहे जेणेकरून पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये कीटकनाशके आढळल्यास त्वरित कारवाई करता येईल. सध्या, कीटकनाशकांची चाचणी सामान्यतः प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत क्रोमॅटोग्राफी आणि मास स्पेक्ट्रोमेट्री सारख्या पद्धती वापरून केली जाते.
या चाचण्या विश्वासार्ह आणि अचूक निकाल देतात, परंतु त्या करणे वेळखाऊ आणि महाग असू शकते. एक आशादायक पर्याय म्हणजे पृष्ठभाग-वर्धित रमन स्कॅटरिंग (SERS) नावाचे रासायनिक विश्लेषण साधन.
जेव्हा प्रकाश एखाद्या रेणूवर आदळतो तेव्हा तो रेणूच्या आण्विक रचनेनुसार वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीवर विखुरतो. SERS शास्त्रज्ञांना रेणूंनी विखुरलेल्या प्रकाशाच्या अद्वितीय "फिंगरप्रिंट" चे विश्लेषण करून धातूच्या पृष्ठभागावर शोषलेल्या चाचणी नमुन्यातील अवशिष्ट रेणूंचे प्रमाण शोधण्याची आणि ओळखण्याची परवानगी देतो.
धातूच्या पृष्ठभागावर बदल करून हा परिणाम वाढवता येतो जेणेकरून ते रेणू शोषू शकेल, ज्यामुळे नमुन्यातील रेणूंची कमी सांद्रता शोधण्याची सेन्सरची क्षमता सुधारते.
संशोधन पथकाने एक नवीन, अधिक पोर्टेबल चाचणी पद्धत विकसित करण्याचा निर्णय घेतला जो उपलब्ध 3D प्रिंटेड सामग्री वापरून पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये रेणू शोषून घेऊ शकेल आणि क्षेत्रात अचूक प्रारंभिक परिणाम देऊ शकेल.
हे करण्यासाठी, त्यांनी पॉलीप्रोपीलीन आणि बहु-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबच्या मिश्रणापासून बनवलेल्या अनेक वेगवेगळ्या प्रकारच्या पेशी संरचनांचा अभ्यास केला. इमारती वितळलेल्या तंतूंचा वापर करून तयार केल्या गेल्या, जो एक सामान्य प्रकारचा 3D प्रिंटिंग आहे.
पारंपारिक ओल्या रसायनशास्त्र तंत्रांचा वापर करून, पृष्ठभागावर वाढवलेल्या रमन स्कॅटरिंग प्रक्रियेस सक्षम करण्यासाठी, चांदी आणि सोन्याचे नॅनोपार्टिकल्स पेशींच्या संरचनेच्या पृष्ठभागावर जमा केले जातात.
त्यांनी सेंद्रिय रंग मिथिलीन ब्लूचे रेणू शोषून घेण्यासाठी आणि शोषण्यासाठी अनेक वेगवेगळ्या 3D प्रिंटेड सेल मटेरियल स्ट्रक्चर्सची क्षमता तपासली आणि नंतर पोर्टेबल रमन स्पेक्ट्रोमीटर वापरून त्यांचे विश्लेषण केले.
सुरुवातीच्या चाचण्यांमध्ये सर्वोत्तम कामगिरी करणारे साहित्य - चांदीच्या नॅनोपार्टिकल्सशी बांधलेले जाळीचे डिझाइन (नियतकालिक सेल्युलर स्ट्रक्चर्स) - नंतर चाचणी पट्टीमध्ये जोडले गेले. समुद्राच्या पाण्याच्या आणि गोड्या पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये थोड्या प्रमाणात वास्तविक कीटकनाशके (सिराम आणि पॅराक्वाट) जोडली गेली आणि SERS विश्लेषणासाठी चाचणी पट्टीवर ठेवली गेली.
हे पाणी पोर्तुगालमधील अवेइरो येथील नदीच्या मुखातून आणि त्याच भागातील नळांमधून घेतले जाते, ज्यांची नियमितपणे जल प्रदूषणाचे प्रभावीपणे निरीक्षण करण्यासाठी चाचणी केली जाते.
संशोधकांना असे आढळून आले की या पट्ट्या १ मायक्रोमोल इतक्या कमी सांद्रतेमध्ये दोन कीटकनाशकांचे रेणू शोधण्यात सक्षम होत्या, जे प्रति दशलक्ष पाण्याच्या रेणूंमध्ये एका कीटकनाशकाच्या रेणूच्या समतुल्य आहे.
ग्लासगो विद्यापीठातील जेम्स वॅट स्कूल ऑफ इंजिनिअरिंगचे प्राध्यापक षण्मुगम कुमार हे या शोधनिबंधाचे एक लेखक आहेत. हे काम अद्वितीय गुणधर्मांसह नॅनोइंजिनिअर्ड स्ट्रक्चरल जाळी तयार करण्यासाठी 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरावरील त्यांच्या संशोधनावर आधारित आहे.
"या प्राथमिक अभ्यासाचे निकाल खूप उत्साहवर्धक आहेत आणि ते दर्शवितात की या कमी किमतीच्या साहित्याचा वापर SERS साठी कीटकनाशके शोधण्यासाठी सेन्सर तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, अगदी कमी सांद्रतेत देखील."
या पेपरच्या सह-लेखिका आणि अ‍ॅव्हेरो विद्यापीठातील CICECO अ‍ॅव्हेरो मटेरियल्स इन्स्टिट्यूटमधील डॉ. सारा फातिक्सा यांनी SERS तंत्रज्ञानाला समर्थन देणारे प्लाझ्मा नॅनोपार्टिकल्स विकसित केले आहेत. हा पेपर विशिष्ट प्रकारचे जल दूषित पदार्थ शोधण्याच्या प्रणालीच्या क्षमतेचे परीक्षण करत असला तरी, जल दूषित पदार्थांच्या उपस्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी हे तंत्रज्ञान सहजपणे लागू केले जाऊ शकते.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-२४-२०२४