Waasserqualitéitssensor

En Team vu Fuerscher vun Universitéiten a Schottland, Portugal an Däitschland huet e Sensor entwéckelt, deen hëllefe kann, d'Präsenz vu Pestiziden a ganz niddrege Konzentratioune a Waasserproben z'entdecken.
Hir Aarbecht, déi an enger neier Publikatioun haut an der Zäitschrëft Polymer Materials and Engineering beschriwwe gëtt, kéint d'Iwwerwaachung vum Waasser méi séier, méi einfach a méi bëlleg maachen.
Pestiziden ginn an der Landwirtschaft weltwäit wäit verbreet agesat, fir Ernteverloschter ze vermeiden. Virsiicht muss awer geübt ginn, well souguer kleng Leckagen an de Buedem, Grondwaasser oder Mierwaasser der Gesondheet vu Mënschen, Déieren an der Ëmwelt schuede kënnen.

Reegelméisseg Ëmweltiwwerwaachung ass essentiell fir d'Waasserverunreinigung ze minimiséieren, sou datt direkt Moossname kënne geholl ginn, wann Pestiziden a Waasserproben nogewise ginn. Aktuell ginn Pestizidtester normalerweis ënner Laborbedingungen mat Methoden ewéi Chromatographie a Massenspektrometrie duerchgefouert.
Obwuel dës Tester zouverlässeg a präzis Resultater liwweren, kënne se zäitopwänneg a deier sinn, fir se duerchzeféieren. Eng villverspriechend Alternativ ass en chemescht Analyseinstrument mam Numm Surface-enhanced Raman Scattering (SERS).
Wann Liicht op e Molekül trëfft, streit et sech mat verschiddene Frequenzen of, ofhängeg vun der molekularer Struktur vum Molekül. SERS erlaabt et de Wëssenschaftler, d'Quantitéit vun de Reschtmolekülen an enger Testprouf, déi op enger Metalluewerfläch adsorbéiert sinn, z'entdecken an z'identifizéieren, andeems se den eenzegaartegen "Fangerofdrock" vum Liicht analyséieren, dat vun de Moleküle gestreet gëtt.
Dësen Effekt kann duerch d'Modifikatioun vun der Metalloberfläche verstäerkt ginn, sou datt se Molekülle adsorbéiere kann, wouduerch d'Fäegkeet vum Sensor verbessert gëtt, niddreg Konzentratioune vu Molekülle an der Prouf z'entdecken.
D'Fuerschungsteam huet sech virgeholl, eng nei, méi portabel Testmethod z'entwéckelen, déi Moleküle mat Hëllef vu verfügbaren 3D-gedréckte Materialien a Waasserprouwen adsorbéiere kéint a korrekt initial Resultater am Feld liwwere kéint.
Fir dëst ze maachen, hunn si verschidden Zorte vu Zellstrukturen ënnersicht, déi aus enger Mëschung aus Polypropylen a méiwandege Kuelestoffnanoröhrchen hiergestallt goufen. D'Gebaier goufe mat geschmoltenem Filament erstallt, enger üblecher Aart vum 3D-Drock.
Mat traditionellen Naasschemie-Techniken ginn Sëlwer- a Gold-Nanopartikel op der Uewerfläch vun der Zellstruktur ofgesat, fir e Uewerflächenverstäerkte Raman-Streuungsprozess z'erméiglechen.
Si hunn d'Fäegkeet vu verschiddene 3D-gedréckte Zellmaterialstrukturen getest, fir Molekülle vum organesche Faarfstoff Methylenblo z'absorbéieren an ze adsorbéieren, an se dann mat engem portable Raman-Spektrometer analyséiert.
Déi Materialien, déi an den éischten Tester am beschte Resultater erreecht hunn – Gitterdesignen (periodesch Zellstrukturen), déi u Sëlwernanopartikelen gebonnen sinn – goufen dann dem Teststräifen bäigefüügt. Kleng Quantitéite vun echte Insektiziden (Siram a Paraquat) goufen zu Mierwaasser- a Séisswaasserproben bäigefüügt an op Teststräifen fir d'SERS-Analyse placéiert.
D'Waasser gëtt aus der Mëndung vum Floss zu Aveiro a Portugal an aus Hähnen an der selwechter Regioun geholl, déi reegelméisseg getest ginn, fir d'Waasserverschmotzung effektiv ze iwwerwaachen.
D'Fuerscher hunn erausfonnt, datt d'Sträifen fäeg waren, zwou Pestizidmoleküle a Konzentratioune vun nëmmen 1 Mikromol ze detektéieren, wat gläichwäerteg mat engem Pestizidmolekül pro Millioun Waassermoleküle ass.
De Professer Shanmugam Kumar vun der James Watt School of Engineering op der Universitéit vu Glasgow ass ee vun den Auteure vun der Publikatioun. Dës Aarbecht baut op senger Fuerschung iwwer d'Benotzung vun 3D-Drécktechnologie op, fir nanomanipuléiert Strukturgitter mat eenzegaartegen Eegeschaften ze kreéieren.
„D'Resultater vun dëser Virstudie si ganz encouragéierend a weisen, datt dës bëlleg Materialien benotzt kënne ginn, fir Sensoren fir SERS ze produzéieren, fir Pestiziden z'entdecken, och a ganz niddrege Konzentratiounen.“
Dr. Sara Fateixa vum CICECO Aveiro Materials Institute vun der Universitéit vun Aveiro, Co-Autorin vun der Publikatioun, huet Plasma-Nanopartikelen entwéckelt, déi d'SERS-Technologie ënnerstëtzen. Wärend dës Publikatioun d'Fäegkeet vum System ënnersicht, spezifesch Aarte vu Waasserverschmotzungen z'entdecken, kéint d'Technologie einfach ugewannt ginn, fir d'Präsenz vu Waasserverschmotzungen ze iwwerwaachen.