நீர் தர சென்சார்

ஸ்காட்லாந்து, போர்ச்சுகல் மற்றும் ஜெர்மனியில் உள்ள பல்கலைக்கழகங்களைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, நீர் மாதிரிகளில் மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் பூச்சிக்கொல்லிகள் இருப்பதைக் கண்டறிய உதவும் ஒரு உணரியை உருவாக்கியுள்ளது.
பாலிமர் மெட்டீரியல்ஸ் அண்ட் இன்ஜினியரிங் இதழில் இன்று வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள அவர்களின் பணி, நீர் கண்காணிப்பை வேகமாகவும், எளிதாகவும், மலிவாகவும் மாற்றும்.
பயிர் இழப்பைத் தடுக்க உலகம் முழுவதும் விவசாயத்தில் பூச்சிக்கொல்லிகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், மண், நிலத்தடி நீர் அல்லது கடல் நீரில் ஏற்படும் சிறிய கசிவுகள் கூட மனிதர்கள், விலங்குகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் ஆரோக்கியத்திற்கு தீங்கு விளைவிக்கும் என்பதால், எச்சரிக்கையாக இருக்க வேண்டும்.

நீர் மாதிரிகளில் பூச்சிக்கொல்லிகள் கண்டறியப்படும்போது உடனடி நடவடிக்கை எடுக்க, நீர் மாசுபாட்டைக் குறைக்க வழக்கமான சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு அவசியம். தற்போது, பூச்சிக்கொல்லி சோதனை பொதுவாக ஆய்வக நிலைமைகளின் கீழ் குரோமடோகிராபி மற்றும் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது.
இந்த சோதனைகள் நம்பகமான மற்றும் துல்லியமான முடிவுகளை வழங்கினாலும், அவற்றைச் செய்வதற்கு நேரம் எடுக்கும் மற்றும் விலை உயர்ந்ததாக இருக்கும். ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்று மேற்பரப்பு-மேம்படுத்தப்பட்ட ராமன் சிதறல் (SERS) எனப்படும் வேதியியல் பகுப்பாய்வு கருவியாகும்.
ஒளி ஒரு மூலக்கூறைத் தாக்கும் போது, அது மூலக்கூறின் மூலக்கூறு அமைப்பைப் பொறுத்து வெவ்வேறு அதிர்வெண்களில் சிதறுகிறது. மூலக்கூறுகளால் சிதறடிக்கப்பட்ட ஒளியின் தனித்துவமான "கைரேகையை" பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், உலோக மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்ட சோதனை மாதிரியில் எஞ்சிய மூலக்கூறுகளின் அளவைக் கண்டறிந்து அடையாளம் காண விஞ்ஞானிகளுக்கு SERS உதவுகிறது.
உலோக மேற்பரப்பை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் இந்த விளைவை மேம்படுத்தலாம், இதனால் அது மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சும், இதன் மூலம் மாதிரியில் குறைந்த செறிவுள்ள மூலக்கூறுகளைக் கண்டறியும் சென்சாரின் திறனை மேம்படுத்தலாம்.
கிடைக்கக்கூடிய 3D அச்சிடப்பட்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்தி நீர் மாதிரிகளில் மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சி, துறையில் துல்லியமான ஆரம்ப முடிவுகளை வழங்கக்கூடிய ஒரு புதிய, அதிக எடுத்துச் செல்லக்கூடிய சோதனை முறையை உருவாக்க ஆராய்ச்சி குழு புறப்பட்டது.
இதைச் செய்ய, பாலிப்ரொப்பிலீன் மற்றும் பல சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்களின் கலவையிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட பல்வேறு வகையான செல் கட்டமைப்புகளை அவர்கள் ஆய்வு செய்தனர். 3D அச்சிடலின் பொதுவான வகையான உருகிய இழைகளைப் பயன்படுத்தி கட்டிடங்கள் உருவாக்கப்பட்டன.
பாரம்பரிய ஈர வேதியியல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, வெள்ளி மற்றும் தங்க நானோ துகள்கள் செல் கட்டமைப்பின் மேற்பரப்பில் படியச் செய்யப்பட்டு, மேற்பரப்பு-மேம்படுத்தப்பட்ட ராமன் சிதறல் செயல்முறையை செயல்படுத்துகின்றன.
கரிம சாய மெத்திலீன் நீலத்தின் மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சி உறிஞ்சும் பல்வேறு 3D அச்சிடப்பட்ட செல் பொருள் கட்டமைப்புகளின் திறனை அவர்கள் சோதித்தனர், பின்னர் அவற்றை ஒரு சிறிய ராமன் நிறமாலை மீட்டரைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்தனர்.
ஆரம்ப சோதனைகளில் சிறப்பாகச் செயல்பட்ட பொருட்கள் - வெள்ளி நானோ துகள்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட லேட்டிஸ் வடிவமைப்புகள் (கால செல்லுலார் கட்டமைப்புகள்) - பின்னர் சோதனைப் பட்டையில் சேர்க்கப்பட்டன. கடல் நீர் மற்றும் நன்னீர் மாதிரிகளில் சிறிய அளவிலான உண்மையான பூச்சிக்கொல்லிகள் (சிராம் மற்றும் பராகுவாட்) சேர்க்கப்பட்டு, SERS பகுப்பாய்விற்காக சோதனைப் பட்டைகளில் வைக்கப்பட்டன.
போர்ச்சுகலின் அவீரோவில் உள்ள ஆற்றின் முகப்பிலிருந்தும், அதே பகுதியில் உள்ள குழாய்களிலிருந்தும் தண்ணீர் எடுக்கப்படுகிறது, அவை நீர் மாசுபாட்டை திறம்பட கண்காணிக்க தொடர்ந்து சோதிக்கப்படுகின்றன.
ஒரு மில்லியன் நீர் மூலக்கூறுகளுக்கு ஒரு பூச்சிக்கொல்லி மூலக்கூறுக்கு சமமான 1 மைக்ரோமோல் அளவுக்குக் குறைவான செறிவுகளில் இரண்டு பூச்சிக்கொல்லி மூலக்கூறுகளைக் கண்டறிய கீற்றுகளால் முடிந்தது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்.
கிளாஸ்கோ பல்கலைக்கழகத்தின் ஜேம்ஸ் வாட் பொறியியல் பள்ளியைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் சண்முகம் குமார், இந்த ஆய்வறிக்கையின் ஆசிரியர்களில் ஒருவர். தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்ட நானோ பொறியியல் கட்டமைப்பு லேட்டிஸ்களை உருவாக்க 3D அச்சிடும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவது குறித்த அவரது ஆராய்ச்சியின் அடிப்படையில் இந்த படைப்பு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.
"இந்த முதற்கட்ட ஆய்வின் முடிவுகள் மிகவும் ஊக்கமளிப்பதாக உள்ளன, மேலும் இந்த குறைந்த விலைப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி, மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் கூட, பூச்சிக்கொல்லிகளைக் கண்டறிய SERS-க்கான சென்சார்களை உருவாக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகின்றன."
இந்த ஆய்வறிக்கையின் இணை ஆசிரியரான அவீரோ பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள சிசிஇசிஓ அவீரோ மெட்டீரியல்ஸ் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த டாக்டர் சாரா ஃபடெக்சா, SERS தொழில்நுட்பத்தை ஆதரிக்கும் பிளாஸ்மா நானோ துகள்களை உருவாக்கியுள்ளார். இந்த ஆய்வறிக்கை குறிப்பிட்ட வகையான நீர் மாசுபாடுகளைக் கண்டறியும் அமைப்பின் திறனை ஆராயும் அதே வேளையில், நீர் மாசுபாடுகள் இருப்பதைக் கண்காணிக்க தொழில்நுட்பத்தை எளிதாகப் பயன்படுத்தலாம்.