• หน้าหัวเรื่อง_Bg

เซ็นเซอร์คุณภาพน้ำ

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยในสกอตแลนด์ โปรตุเกส และเยอรมนี ได้พัฒนาเซ็นเซอร์ที่สามารถช่วยตรวจจับการมีอยู่ของยาฆ่าแมลงในความเข้มข้นต่ำมากในตัวอย่างน้ำได้
ผลงานของพวกเขาซึ่งอธิบายไว้ในเอกสารฉบับใหม่ที่ตีพิมพ์วันนี้ในวารสาร Polymer Materials and Engineering อาจทำให้การตรวจสอบน้ำเร็วขึ้น ง่ายขึ้น และถูกกว่า
สารกำจัดศัตรูพืชถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในภาคเกษตรกรรมทั่วโลกเพื่อป้องกันการสูญเสียพืชผล อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวัง เนื่องจากการรั่วไหลแม้เพียงเล็กน้อยลงในดิน น้ำใต้ดิน หรือน้ำทะเล อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อมได้

https://www.alibaba.com/product-detail/GPRS-4G-WIFI-LORA-LORAWAN-MULTI_1600179840434.html?spm=a2700.galleryofferlist.normal_offer.d_title.74183a4bUXgLX9
การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมอย่างสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการลดการปนเปื้อนของน้ำให้น้อยที่สุด เพื่อให้สามารถดำเนินการได้ทันทีเมื่อตรวจพบสารกำจัดศัตรูพืชในตัวอย่างน้ำ ปัจจุบัน การทดสอบสารกำจัดศัตรูพืชมักดำเนินการในห้องปฏิบัติการโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น โครมาโทกราฟีและแมสสเปกโตรมิเตอร์
แม้ว่าการทดสอบเหล่านี้จะให้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้และแม่นยำ แต่ก็อาจใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง ทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจคือเครื่องมือวิเคราะห์ทางเคมีที่เรียกว่า Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)
เมื่อแสงกระทบกับโมเลกุล แสงจะกระเจิงด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของโมเลกุลนั้นๆ SERS ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับและระบุปริมาณโมเลกุลตกค้างในตัวอย่างทดสอบที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวโลหะ โดยการวิเคราะห์ “ลายนิ้วมือ” เฉพาะของแสงที่กระเจิงโดยโมเลกุลเหล่านั้น
สามารถเพิ่มประสิทธิภาพเอฟเฟกต์นี้ได้โดยการปรับเปลี่ยนพื้นผิวโลหะเพื่อให้สามารถดูดซับโมเลกุลได้ จึงปรับปรุงความสามารถของเซ็นเซอร์ในการตรวจจับโมเลกุลที่มีความเข้มข้นต่ำในตัวอย่าง
ทีมวิจัยตั้งเป้าที่จะพัฒนาวิธีทดสอบใหม่ที่พกพาสะดวกยิ่งขึ้นซึ่งสามารถดูดซับโมเลกุลลงในตัวอย่างน้ำโดยใช้สื่อพิมพ์ 3 มิติที่มีอยู่ และให้ผลลัพธ์เบื้องต้นที่แม่นยำในภาคสนาม
เพื่อจุดประสงค์นี้ พวกเขาจึงศึกษาโครงสร้างเซลล์หลายประเภทที่ทำจากส่วนผสมของพอลิโพรพิลีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบหลายผนัง อาคารเหล่านี้สร้างขึ้นโดยใช้เส้นใยหลอมเหลว ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการพิมพ์สามมิติทั่วไป
การใช้เทคนิคเคมีแบบเปียกแบบดั้งเดิม อนุภาคนาโนเงินและทองจะถูกสะสมบนพื้นผิวของโครงสร้างเซลล์เพื่อให้เกิดกระบวนการกระเจิงรามานที่ปรับปรุงพื้นผิวได้
พวกเขาได้ทดสอบความสามารถของโครงสร้างเซลล์ที่พิมพ์ 3 มิติหลายแบบในการดูดซับและดูดซับโมเลกุลของสีเมทิลีนบลูอินทรีย์ จากนั้นจึงวิเคราะห์โดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์รามานแบบพกพา
จากนั้นจึงนำวัสดุที่ทำงานได้ดีที่สุดในการทดสอบเบื้องต้น ซึ่งได้แก่ โครงตาข่าย (โครงสร้างเซลล์แบบคาบ) ที่ยึดติดกับอนุภาคนาโนเงิน มาเติมลงในแถบทดสอบ จากนั้นจึงเติมยาฆ่าแมลงจริง (ไซรัมและพาราควอต) ในปริมาณเล็กน้อยลงในตัวอย่างน้ำทะเลและน้ำจืด แล้วนำไปวางบนแถบทดสอบเพื่อวิเคราะห์ SERS
น้ำดังกล่าวนำมาจากปากแม่น้ำในเมืองอาเวโร ประเทศโปรตุเกส และจากก๊อกน้ำในพื้นที่เดียวกัน ซึ่งจะมีการทดสอบเป็นประจำเพื่อตรวจสอบมลพิษทางน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ
นักวิจัยพบว่าแถบดังกล่าวสามารถตรวจจับโมเลกุลของยาฆ่าแมลงได้ 2 โมเลกุลที่มีความเข้มข้นต่ำถึง 1 ไมโครโมล ซึ่งเทียบเท่ากับโมเลกุลของยาฆ่าแมลง 1 โมเลกุลต่อโมเลกุลน้ำ 1 ล้านโมเลกุล
ศาสตราจารย์ชานมูกัม กุมาร จากคณะวิศวกรรมศาสตร์เจมส์ วัตต์ มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ เป็นหนึ่งในผู้เขียนบทความวิจัยนี้ งานวิจัยนี้ต่อยอดจากงานวิจัยของเขาเกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อสร้างโครงตาข่ายโครงสร้างนาโนวิศวกรรมที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว
“ผลลัพธ์ของการศึกษาเบื้องต้นนี้น่าพอใจอย่างยิ่งและแสดงให้เห็นว่าวัสดุราคาถูกเหล่านี้สามารถนำไปใช้ผลิตเซ็นเซอร์สำหรับ SERS เพื่อตรวจจับยาฆ่าแมลงได้ แม้จะมีความเข้มข้นต่ำมากก็ตาม”
ดร. ซารา ฟาตีซา จากสถาบันวัสดุ CICECO อาวีโร มหาวิทยาลัยอาวีโร ซึ่งเป็นผู้ร่วมเขียนบทความวิจัย ได้พัฒนาอนุภาคนาโนพลาสมาที่รองรับเทคโนโลยี SERS แม้ว่าบทความนี้จะศึกษาความสามารถของระบบในการตรวจจับสารปนเปื้อนในน้ำบางประเภท แต่เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อตรวจสอบการมีอยู่ของสารปนเปื้อนในน้ำได้อย่างง่ายดาย


เวลาโพสต์: 24 ม.ค. 2567