जल गुणवत्ता सेंसर

स्कॉटलैंड, पुर्तगाल और जर्मनी के विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक सेंसर विकसित किया है जो पानी के नमूनों में बहुत कम सांद्रता में कीटनाशकों की उपस्थिति का पता लगाने में मदद कर सकता है।
पॉलिमर मैटेरियल्स एंड इंजीनियरिंग जर्नल में आज प्रकाशित एक नए पेपर में वर्णित उनका काम, पानी की निगरानी को तेज, आसान और सस्ता बना सकता है।
फसल के नुकसान को रोकने के लिए दुनिया भर में कृषि में कीटनाशकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।हालाँकि, सावधानी बरतनी चाहिए, क्योंकि मिट्टी, भूजल या समुद्री जल में छोटे रिसाव से भी मानव, पशु और पर्यावरणीय स्वास्थ्य को नुकसान हो सकता है।

जल प्रदूषण को कम करने के लिए नियमित पर्यावरण निगरानी आवश्यक है ताकि पानी के नमूनों में कीटनाशकों का पता चलने पर त्वरित कार्रवाई की जा सके।वर्तमान में, कीटनाशक परीक्षण आमतौर पर क्रोमैटोग्राफी और मास स्पेक्ट्रोमेट्री जैसी विधियों का उपयोग करके प्रयोगशाला स्थितियों में किया जाता है।
हालाँकि ये परीक्षण विश्वसनीय और सटीक परिणाम प्रदान करते हैं, लेकिन इन्हें निष्पादित करना समय लेने वाला और महंगा हो सकता है।एक आशाजनक विकल्प एक रासायनिक विश्लेषण उपकरण है जिसे सतह-संवर्धित रमन स्कैटरिंग (SERS) कहा जाता है।
जब प्रकाश किसी अणु से टकराता है, तो वह अणु की आणविक संरचना के आधार पर विभिन्न आवृत्तियों पर बिखर जाता है।एसईआरएस वैज्ञानिकों को अणुओं द्वारा बिखरे हुए प्रकाश के अद्वितीय "फिंगरप्रिंट" का विश्लेषण करके धातु की सतह पर सोखे गए परीक्षण नमूने में अवशिष्ट अणुओं की मात्रा का पता लगाने और पहचानने की अनुमति देता है।
इस प्रभाव को धातु की सतह को संशोधित करके बढ़ाया जा सकता है ताकि यह अणुओं को सोख सके, जिससे नमूने में अणुओं की कम सांद्रता का पता लगाने की सेंसर की क्षमता में सुधार हो सके।
अनुसंधान दल ने एक नई, अधिक पोर्टेबल परीक्षण विधि विकसित करने की योजना बनाई है जो उपलब्ध 3डी मुद्रित सामग्रियों का उपयोग करके पानी के नमूनों में अणुओं को सोख सकती है और क्षेत्र में सटीक प्रारंभिक परिणाम प्रदान कर सकती है।
ऐसा करने के लिए, उन्होंने पॉलीप्रोपाइलीन और बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब के मिश्रण से बनी कई अलग-अलग प्रकार की सेल संरचनाओं का अध्ययन किया।इमारतें पिघले हुए फिलामेंट्स का उपयोग करके बनाई गई थीं, जो एक सामान्य प्रकार की 3डी प्रिंटिंग है।
पारंपरिक गीली रसायन विज्ञान तकनीकों का उपयोग करके, सतह-संवर्धित रमन बिखरने की प्रक्रिया को सक्षम करने के लिए कोशिका संरचना की सतह पर चांदी और सोने के नैनोकणों को जमा किया जाता है।
उन्होंने कार्बनिक डाई मेथिलीन ब्लू के अणुओं को अवशोषित और सोखने के लिए कई अलग-अलग 3डी मुद्रित सेल सामग्री संरचनाओं की क्षमता का परीक्षण किया, और फिर एक पोर्टेबल रमन स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके उनका विश्लेषण किया।
प्रारंभिक परीक्षणों में सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाली सामग्री - चांदी के नैनोकणों से बंधे जाली डिजाइन (आवधिक सेलुलर संरचनाएं) - को फिर परीक्षण पट्टी में जोड़ा गया।समुद्री जल और ताजे पानी के नमूनों में थोड़ी मात्रा में वास्तविक कीटनाशक (सिरम और पैराक्वाट) मिलाए गए और एसईआरएस विश्लेषण के लिए परीक्षण स्ट्रिप्स पर रखे गए।
पानी पुर्तगाल के एवेइरो में नदी के मुहाने से और उसी क्षेत्र के नलों से लिया जाता है, जिनका जल प्रदूषण की प्रभावी निगरानी के लिए नियमित रूप से परीक्षण किया जाता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि स्ट्रिप्स 1 माइक्रोमोल जितनी कम सांद्रता में दो कीटनाशक अणुओं का पता लगाने में सक्षम थे, जो प्रति मिलियन पानी के अणुओं में एक कीटनाशक अणु के बराबर है।
ग्लासगो विश्वविद्यालय के जेम्स वाट स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के प्रोफेसर शनमुगम कुमार, पेपर के लेखकों में से एक हैं।यह कार्य अद्वितीय गुणों के साथ नैनोइंजीनियर्ड संरचनात्मक जाली बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक के उपयोग पर उनके शोध पर आधारित है।
"इस प्रारंभिक अध्ययन के परिणाम बहुत उत्साहजनक हैं और दिखाते हैं कि इन कम लागत वाली सामग्रियों का उपयोग एसईआरएस के लिए कीटनाशकों का पता लगाने के लिए सेंसर का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, यहां तक ​​​​कि बहुत कम सांद्रता पर भी।"
पेपर के सह-लेखक, एवेइरो विश्वविद्यालय में सिसको एवेइरो मटेरियल इंस्टीट्यूट की डॉ. सारा फतेइक्सा ने प्लाज्मा नैनोकण विकसित किए हैं जो एसईआरएस तकनीक का समर्थन करते हैं।जबकि यह पेपर विशिष्ट प्रकार के जल प्रदूषकों का पता लगाने की प्रणाली की क्षमता की जांच करता है, जल प्रदूषकों की उपस्थिति की निगरानी के लिए प्रौद्योगिकी को आसानी से लागू किया जा सकता है।