நீர் தர சென்சார்

ஸ்காட்லாந்து, போர்ச்சுகல் மற்றும் ஜெர்மனி பல்கலைக்கழகங்களைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர் குழு ஒன்று, நீர் மாதிரிகளில் மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் உள்ள பூச்சிக்கொல்லிகளின் இருப்பைக் கண்டறிய உதவும் ஒரு உணரியை உருவாக்கியுள்ளது.
பாலிமர் மெட்டீரியல்ஸ் அண்ட் இன்ஜினியரிங் என்ற இதழில் இன்று வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வுக் கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள அவர்களின் பணி, நீர் கண்காணிப்பை வேகமாகவும், எளிதாகவும், மலிவாகவும் மாற்றக்கூடும்.
உலகம் முழுவதும் விவசாயத்தில் பயிர் இழப்புகளைத் தடுக்க பூச்சிக்கொல்லிகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், மண், நிலத்தடி நீர் அல்லது கடல் நீரில் ஏற்படும் சிறிய கசிவுகள் கூட மனித, விலங்கு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் ஆரோக்கியத்திற்குத் தீங்கு விளைவிக்கும் என்பதால், எச்சரிக்கையுடன் இருக்க வேண்டும்.

நீர் மாசுபாட்டைக் குறைப்பதற்கும், நீர் மாதிரிகளில் பூச்சிக்கொல்லிகள் கண்டறியப்படும்போது உடனடி நடவடிக்கை எடுப்பதற்கும், வழக்கமான சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு அவசியமாகும். தற்போது, ​​பூச்சிக்கொல்லிச் சோதனையானது பொதுவாக குரோமட்டோகிராபி மற்றும் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி ஆய்வகச் சூழ்நிலைகளில் செய்யப்படுகிறது.
இந்தச் சோதனைகள் நம்பகமான மற்றும் துல்லியமான முடிவுகளை வழங்கினாலும், அவற்றைச் செய்வதற்கு அதிக நேரமும் செலவும் ஆகலாம். இதற்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்று வழி, மேற்பரப்பு மேம்படுத்தப்பட்ட ராமன் சிதறல் (SERS) எனப்படும் ஒரு வேதியியல் பகுப்பாய்வுக் கருவியாகும்.
ஒளி ஒரு மூலக்கூறின் மீது படும்போது, ​​அது அந்த மூலக்கூறின் அமைப்பைப் பொறுத்து வெவ்வேறு அதிர்வெண்களில் சிதறுகிறது. SERS தொழில்நுட்பமானது, மூலக்கூறுகளால் சிதறடிக்கப்படும் ஒளியின் தனித்துவமான "கைரேகையை" பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், ஒரு உலோகப் பரப்பில் ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும் சோதனை மாதிரியில் உள்ள எஞ்சிய மூலக்கூறுகளின் அளவைக் கண்டறிந்து அடையாளம் காண விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகிறது.
உலோக மேற்பரப்பை மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சிக்கொள்ளும் வகையில் மாற்றுவதன் மூலம் இந்த விளைவை அதிகரிக்க முடியும். இதன் விளைவாக, மாதிரியில் உள்ள குறைந்த செறிவுள்ள மூலக்கூறுகளைக் கண்டறியும் உணரியின் திறன் மேம்படுகிறது.
கிடைக்கக்கூடிய 3D அச்சிடப்பட்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்தி நீர் மாதிரிகளில் மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சி, களத்திலேயே துல்லியமான ஆரம்ப முடிவுகளை வழங்கக்கூடிய ஒரு புதிய, எளிதில் எடுத்துச் செல்லக்கூடிய சோதனை முறையை உருவாக்குவதை ஆராய்ச்சிக் குழு நோக்கமாகக் கொண்டது.
அவ்வாறு செய்வதற்காக, அவர்கள் பாலிபுரோப்பிலீன் மற்றும் பல அடுக்கு கார்பன் நானோகுழாய்கள் ஆகியவற்றின் கலவையிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட பல்வேறு வகையான செல் கட்டமைப்புகளை ஆய்வு செய்தனர். 3D அச்சிடுதலின் ஒரு பொதுவான வகையான உருகிய இழைகளைப் பயன்படுத்தி இந்தக் கட்டமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டன.
பாரம்பரிய ஈர வேதியியல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, செல் கட்டமைப்பின் மேற்பரப்பில் வெள்ளி மற்றும் தங்க நானோ துகள்கள் படியவைக்கப்படுகின்றன. இது, மேற்பரப்பு மேம்படுத்தப்பட்ட ராமன் சிதறல் செயல்முறையைச் சாத்தியமாக்குகிறது.
பல்வேறு வகையான முப்பரிமாண அச்சிடப்பட்ட செல் பொருள் கட்டமைப்புகளுக்கு, மெத்திலீன் ப்ளூ எனும் கரிம சாய மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சி ஒட்டிக்கொள்ளும் திறனை அவர்கள் சோதித்து, பின்னர் அவற்றை ஒரு கையடக்க ராமன் நிறமாலைமானியைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்தனர்.
ஆரம்ப சோதனைகளில் சிறப்பாக செயல்பட்ட பொருட்களான, வெள்ளி நானோ துகள்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட பின்னல் வடிவமைப்புகள் (காலமுறை செல் கட்டமைப்புகள்) பின்னர் சோதனைப் பட்டையில் சேர்க்கப்பட்டன. உண்மையான பூச்சிக்கொல்லிகளான (சிராம் மற்றும் பாராகுவாட்) சிறிய அளவுகள் கடல்நீர் மற்றும் நன்னீர் மாதிரிகளில் சேர்க்கப்பட்டு, SERS பகுப்பாய்விற்காக சோதனைப் பட்டைகளில் வைக்கப்பட்டன.
போர்ச்சுகலின் அவேரோவில் உள்ள ஆற்றின் முகத்துவாரத்திலிருந்தும், அதே பகுதியில் உள்ள குழாய்களிலிருந்தும் தண்ணீர் எடுக்கப்படுகிறது. நீர் மாசுபாட்டைத் திறம்படக் கண்காணிப்பதற்காக இந்தக் குழாய்கள் தவறாமல் பரிசோதிக்கப்படுகின்றன.
1 மைக்ரோமோல் என்ற மிகக் குறைந்த செறிவில் கூட இரண்டு பூச்சிக்கொல்லி மூலக்கூறுகளை அந்தப் பட்டைகளால் கண்டறிய முடிந்தது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்; இது ஒரு மில்லியன் நீர் மூலக்கூறுகளுக்கு ஒரு பூச்சிக்கொல்லி மூலக்கூறு என்பதற்குச் சமமாகும்.
கிளாஸ்கோ பல்கலைக்கழகத்தின் ஜேம்ஸ் வாட் பொறியியல் பள்ளியைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் சண்முகம் குமார், இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் ஆசிரியர்களில் ஒருவர் ஆவார். தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்ட நானோ-பொறியியல் கட்டமைப்பு வலைப்பின்னல்களை உருவாக்க, முப்பரிமாண அச்சிடும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவது குறித்த அவரது ஆராய்ச்சியை அடிப்படையாகக் கொண்டு இந்த ஆய்வு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.
இந்த முதற்கட்ட ஆய்வின் முடிவுகள் மிகவும் ஊக்கமளிப்பதாக உள்ளன. மேலும், மிகக் குறைந்த செறிவுகளில்கூட பூச்சிக்கொல்லிகளைக் கண்டறியும் SERS உணரிகளைத் தயாரிக்க, இந்த குறைந்த விலை மூலப்பொருட்களைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதையும் அவை காட்டுகின்றன.
இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் இணை ஆசிரியரான, அவேரோ பல்கலைக்கழகத்தின் CICECO அவேரோ மெட்டீரியல்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட்டைச் சேர்ந்த டாக்டர் சாரா ஃபதேக்ஸா, SERS தொழில்நுட்பத்தை ஆதரிக்கும் பிளாஸ்மா நானோ துகள்களை உருவாக்கியுள்ளார். இந்த ஆய்வுக் கட்டுரை, குறிப்பிட்ட வகை நீர் மாசுகளைக் கண்டறியும் இந்த அமைப்பின் திறனை ஆராய்ந்தாலும், நீர் மாசுகளின் இருப்பைக் கண்காணிக்கவும் இந்தத் தொழில்நுட்பத்தை எளிதாகப் பயன்படுத்த முடியும்.