വാട്ടർ ക്വാളിറ്റി സെൻസർ

സ്‌കോട്ട്‌ലൻഡ്, പോർച്ചുഗൽ, ജർമ്മനി എന്നിവിടങ്ങളിലെ സർവ്വകലാശാലകളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സംഘം ഗവേഷകർ ജല സാമ്പിളുകളിൽ വളരെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിൽ കീടനാശിനികളുടെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്താൻ സഹായിക്കുന്ന സെൻസർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.
പോളിമർ മെറ്റീരിയൽസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ജേണലിൽ ഇന്ന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പുതിയ പേപ്പറിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന അവരുടെ ജോലി, ജലനിരീക്ഷണം വേഗത്തിലും എളുപ്പത്തിലും വിലകുറഞ്ഞതുമാക്കും.
വിളനാശം തടയാൻ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള കാർഷിക മേഖലയിൽ കീടനാശിനികൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, ജാഗ്രത പാലിക്കണം, കാരണം മണ്ണിലേക്കോ ഭൂഗർഭജലത്തിലേക്കോ കടൽ വെള്ളത്തിലേക്കോ ഉള്ള ചെറിയ ചോർച്ച പോലും മനുഷ്യൻ്റെയും മൃഗങ്ങളുടെയും പരിസ്ഥിതിയുടെയും ആരോഗ്യത്തിന് ദോഷം ചെയ്യും.

ജല സാമ്പിളുകളിൽ കീടനാശിനികൾ കണ്ടെത്തിയാൽ ഉടനടി നടപടിയെടുക്കാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിൽ ജലമലിനീകരണം കുറയ്ക്കുന്നതിന് പതിവ് പാരിസ്ഥിതിക നിരീക്ഷണം അത്യാവശ്യമാണ്.നിലവിൽ, കീടനാശിനി പരിശോധന സാധാരണയായി ലബോറട്ടറി സാഹചര്യങ്ങളിൽ ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി, മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി തുടങ്ങിയ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് നടത്തുന്നത്.
ഈ പരിശോധനകൾ വിശ്വസനീയവും കൃത്യവുമായ ഫലങ്ങൾ നൽകുമ്പോൾ, അവ നടത്താൻ സമയമെടുക്കുന്നതും ചെലവേറിയതുമാണ്.ഉപരിതല മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാമൻ സ്‌കാറ്ററിംഗ് (SERS) എന്ന രാസ വിശകലന ഉപകരണമാണ് വാഗ്ദാനമായ ഒരു ബദൽ.
പ്രകാശം ഒരു തന്മാത്രയിൽ പതിക്കുമ്പോൾ, തന്മാത്രയുടെ തന്മാത്രാ ഘടനയെ ആശ്രയിച്ച് അത് വ്യത്യസ്ത ആവൃത്തികളിൽ ചിതറുന്നു.തന്മാത്രകൾ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന പ്രകാശത്തിൻ്റെ അതുല്യമായ "വിരലടയാളം" വിശകലനം ചെയ്തുകൊണ്ട് ഒരു ലോഹ പ്രതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഒരു ടെസ്റ്റ് സാമ്പിളിലെ ശേഷിക്കുന്ന തന്മാത്രകളുടെ അളവ് കണ്ടെത്താനും തിരിച്ചറിയാനും SERS ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അനുവദിക്കുന്നു.
ലോഹ പ്രതലത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നതിലൂടെ ഈ പ്രഭാവം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി തന്മാത്രകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും അതുവഴി സാമ്പിളിലെ തന്മാത്രകളുടെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത കണ്ടെത്താനുള്ള സെൻസറിൻ്റെ കഴിവ് മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.
ലഭ്യമായ 3D പ്രിൻ്റഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് തന്മാത്രകളെ ജല സാമ്പിളുകളിലേക്ക് ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഫീൽഡിൽ കൃത്യമായ പ്രാരംഭ ഫലങ്ങൾ നൽകാനും കഴിയുന്ന ഒരു പുതിയ, കൂടുതൽ പോർട്ടബിൾ ടെസ്റ്റ് രീതി വികസിപ്പിക്കാൻ ഗവേഷണ സംഘം പുറപ്പെട്ടു.
അങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതിന്, പോളിപ്രൊഫൈലിൻ, മൾട്ടി-വാൾഡ് കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച വിവിധ തരം സെൽ ഘടനകൾ അവർ പഠിച്ചു.3D പ്രിൻ്റിംഗിൻ്റെ ഒരു സാധാരണ തരം ഉരുകിയ ഫിലമെൻ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് കെട്ടിടങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.
പരമ്പരാഗത വെറ്റ് കെമിസ്ട്രി ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഉപരിതല മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാമൻ ചിതറിക്കൽ പ്രക്രിയ പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിന് കോശഘടനയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ വെള്ളി, സ്വർണ്ണ നാനോ കണങ്ങൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നു.
ഓർഗാനിക് ഡൈ മെത്തിലീൻ നീലയുടെ തന്മാത്രകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഉള്ള വിവിധ 3D പ്രിൻ്റഡ് സെൽ മെറ്റീരിയൽ ഘടനകളുടെ കഴിവ് അവർ പരീക്ഷിച്ചു, തുടർന്ന് അവയെ ഒരു പോർട്ടബിൾ രാമൻ സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു.
പ്രാരംഭ പരിശോധനകളിൽ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ച സാമഗ്രികൾ - സിൽവർ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ലാറ്റിസ് ഡിസൈനുകൾ (ആനുകാലിക സെല്ലുലാർ ഘടനകൾ) - തുടർന്ന് ടെസ്റ്റ് സ്ട്രിപ്പിലേക്ക് ചേർത്തു.ചെറിയ അളവിൽ യഥാർത്ഥ കീടനാശിനികൾ (സിറാം, പാരാക്വാട്ട്) കടൽ വെള്ളത്തിലും ശുദ്ധജല സാമ്പിളുകളിലും ചേർത്ത് SERS വിശകലനത്തിനായി ടെസ്റ്റ് സ്ട്രിപ്പുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചു.
പോർച്ചുഗലിലെ അവെയ്‌റോയിലെ നദീമുഖത്തുനിന്നും അതേ പ്രദേശത്തെ ടാപ്പുകളിൽനിന്നും ജലം എടുക്കുന്നു, ജലമലിനീകരണം ഫലപ്രദമായി നിരീക്ഷിക്കുന്നതിന് പതിവായി പരിശോധിക്കുന്നു.
ഒരു മില്യൺ ജല തന്മാത്രകളിൽ ഒരു കീടനാശിനി തന്മാത്രയ്ക്ക് തുല്യമായ 1 മൈക്രോമോളിൽ താഴെയുള്ള സാന്ദ്രതയിൽ രണ്ട് കീടനാശിനി തന്മാത്രകളെ കണ്ടെത്താൻ സ്ട്രിപ്പുകൾക്ക് കഴിഞ്ഞതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി.
ഗ്ലാസ്‌ഗോ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ജെയിംസ് വാട്ട് സ്‌കൂൾ ഓഫ് എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ നിന്നുള്ള പ്രൊഫസർ ഷൺമുഖം കുമാറാണ് ഈ പ്രബന്ധത്തിൻ്റെ രചയിതാക്കളിൽ ഒരാൾ.തനതായ ഗുണങ്ങളുള്ള നാനോ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഘടനാപരമായ ലാറ്റിസുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഉപയോഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ ഗവേഷണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഈ കൃതി നിർമ്മിക്കുന്നത്.
"ഈ പ്രാഥമിക പഠനത്തിൻ്റെ ഫലങ്ങൾ വളരെ പ്രോത്സാഹജനകമാണ്, കൂടാതെ വളരെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിൽ പോലും കീടനാശിനികൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് SERS-ന് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഈ കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് കാണിക്കുന്നു."
SERS സാങ്കേതികവിദ്യയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന പ്ലാസ്മ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത പേപ്പറിൻ്റെ സഹ-രചയിതാവായ അവീറോ സർവകലാശാലയിലെ CICECO Aveiro മെറ്റീരിയൽസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൽ നിന്നുള്ള ഡോ. സാറ ഫത്തീക്സ.പ്രത്യേക തരത്തിലുള്ള ജലമലിനീകരണം കണ്ടെത്താനുള്ള സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ കഴിവ് ഈ പേപ്പർ പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, ജലമലിനീകരണത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യം നിരീക്ഷിക്കാൻ സാങ്കേതികവിദ്യ എളുപ്പത്തിൽ പ്രയോഗിക്കാവുന്നതാണ്.