ನೀರಿನ ಗುಣಮಟ್ಟ ಸಂವೇದಕ

ಸ್ಕಾಟ್ಲೆಂಡ್, ಪೋರ್ಚುಗಲ್ ಮತ್ತು ಜರ್ಮನಿಯ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯಗಳ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡವು ನೀರಿನ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಕೀಟನಾಶಕಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ.
ಪಾಲಿಮರ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಂದು ಪ್ರಕಟವಾದ ಹೊಸ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಲಾದ ಅವರ ಕೆಲಸವು ನೀರಿನ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ, ಸುಲಭವಾಗಿ ಮತ್ತು ಅಗ್ಗವಾಗಿ ಮಾಡಬಹುದು.
ಬೆಳೆ ನಷ್ಟವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತ ಕೃಷಿಯಲ್ಲಿ ಕೀಟನಾಶಕಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮಣ್ಣು, ಅಂತರ್ಜಲ ಅಥವಾ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನೊಳಗೆ ಸಣ್ಣ ಸೋರಿಕೆಗಳು ಸಹ ಮಾನವ, ಪ್ರಾಣಿ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಆರೋಗ್ಯಕ್ಕೆ ಹಾನಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡುವುದರಿಂದ ಎಚ್ಚರಿಕೆ ವಹಿಸಬೇಕು.

ನೀರಿನ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಕೀಟನಾಶಕಗಳು ಪತ್ತೆಯಾದಾಗ ತ್ವರಿತ ಕ್ರಮ ಕೈಗೊಳ್ಳಲು ನೀರಿನ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ನಿಯಮಿತ ಪರಿಸರ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಕೀಟನಾಶಕ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿ ಮತ್ತು ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿಯಂತಹ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತಿದ್ದರೂ, ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿಯಾಗಬಹುದು. ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಪರ್ಯಾಯವೆಂದರೆ ಸರ್ಫೇಸ್-ಎನ್‌ಹಾನ್ಸ್ಡ್ ರಾಮನ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ (SERS) ಎಂಬ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಾಧನ.
ಬೆಳಕು ಒಂದು ಅಣುವನ್ನು ಹೊಡೆದಾಗ, ಅದು ಅಣುವಿನ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ವಿಭಿನ್ನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಚದುರಿಹೋಗುತ್ತದೆ. SERS ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಅಣುಗಳಿಂದ ಹರಡಿರುವ ಬೆಳಕಿನ ವಿಶಿಷ್ಟ "ಬೆರಳಚ್ಚು"ಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಮೂಲಕ ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಪರೀಕ್ಷಾ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಅಣುಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ಗುರುತಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಇದರಿಂದ ಅದು ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಂವೇದಕದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
ಲಭ್ಯವಿರುವ 3D ಮುದ್ರಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೀರಿನ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾದ ಆರಂಭಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಹೊಸ, ಹೆಚ್ಚು ಸಾಗಿಸಬಹುದಾದ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಹೊರಟಿತು.
ಹಾಗೆ ಮಾಡಲು, ಅವರು ಪಾಲಿಪ್ರೊಪಿಲೀನ್ ಮತ್ತು ಬಹು-ಗೋಡೆಯ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಹಲವಾರು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ಕೋಶ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು. ಕಟ್ಟಡಗಳನ್ನು ಕರಗಿದ ತಂತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ರೀತಿಯ 3D ಮುದ್ರಣವಾಗಿದೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆರ್ದ್ರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಬೆಳ್ಳಿ ಮತ್ತು ಚಿನ್ನದ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳನ್ನು ಜೀವಕೋಶ ರಚನೆಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೇಲ್ಮೈ-ವರ್ಧಿತ ರಾಮನ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಾವಯವ ಬಣ್ಣ ಮೀಥಿಲೀನ್ ನೀಲಿ ಬಣ್ಣದ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಹಲವಾರು ವಿಭಿನ್ನ 3D ಮುದ್ರಿತ ಕೋಶ ವಸ್ತು ರಚನೆಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅವರು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು ಮತ್ತು ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಪೋರ್ಟಬಲ್ ರಾಮನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು.
ಆರಂಭಿಕ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು - ಬೆಳ್ಳಿ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳಿಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾದ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು (ಆವರ್ತಕ ಕೋಶೀಯ ರಚನೆಗಳು) - ನಂತರ ಪರೀಕ್ಷಾ ಪಟ್ಟಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ನೈಜ ಕೀಟನಾಶಕಗಳನ್ನು (ಸಿರಾಮ್ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಾಕ್ವಾಟ್) ಸಮುದ್ರದ ನೀರು ಮತ್ತು ಸಿಹಿನೀರಿನ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು SERS ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಪರೀಕ್ಷಾ ಪಟ್ಟಿಗಳ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಯಿತು.
ಪೋರ್ಚುಗಲ್‌ನ ಅವೆರೊದಲ್ಲಿರುವ ನದಿಯ ಬಾಯಿಯಿಂದ ಮತ್ತು ಅದೇ ಪ್ರದೇಶದ ನಲ್ಲಿಗಳಿಂದ ನೀರನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ನೀರಿನ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಪಟ್ಟಿಗಳು 1 ಮೈಕ್ರೋಮೋಲ್‌ನಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಕೀಟನಾಶಕ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಪ್ರತಿ ಮಿಲಿಯನ್ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಕೀಟನಾಶಕ ಅಣುವಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಗ್ಲ್ಯಾಸ್ಗೋ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಜೇಮ್ಸ್ ವ್ಯಾಟ್ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಷಣ್ಮುಗಂ ಕುಮಾರ್ ಅವರು ಈ ಪ್ರಬಂಧದ ಲೇಖಕರಲ್ಲಿ ಒಬ್ಬರು. ಈ ಕೃತಿಯು ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ನ್ಯಾನೊಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ರಚನಾತ್ಮಕ ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು 3D ಮುದ್ರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಬಳಕೆಯ ಕುರಿತು ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ.
"ಈ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಅಧ್ಯಯನದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತುಂಬಾ ಉತ್ತೇಜನಕಾರಿಯಾಗಿದ್ದು, ಈ ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕೀಟನಾಶಕಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು SERS ಗಾಗಿ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ."
ಅವೆರೊ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಿಸೆಕೊ ಅವೆರೊ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ನ ಡಾ. ಸಾರಾ ಫಟೈಕ್ಸಾ, ಈ ಪ್ರಬಂಧದ ಸಹ-ಲೇಖಕಿ, SERS ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುವ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೀತಿಯ ನೀರಿನ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನೀರಿನ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು.