Un equipo de investigadores de universidades de Escocia, Portugal e Alemaña desenvolveu un sensor que pode axudar a detectar a presenza de pesticidas en concentracións moi baixas en mostras de auga.
O seu traballo, descrito nun novo artigo publicado hoxe na revista Polymer Materials and Engineering, podería facer que a monitorización da auga sexa máis rápida, máis sinxela e máis barata.
Os pesticidas son amplamente utilizados na agricultura en todo o mundo para evitar perdas de colleitas.Non obstante, hai que ter precaución, xa que incluso pequenas filtracións no solo, augas subterráneas ou augas mariñas poden causar danos á saúde humana, animal e ambiental.
A vixilancia ambiental periódica é esencial para minimizar a contaminación da auga, de modo que se poidan tomar medidas inmediatas cando se detecten pesticidas nas mostras de auga.Actualmente, as probas de pesticidas adoitan facerse en condicións de laboratorio mediante métodos como a cromatografía e a espectrometría de masas.
Aínda que estas probas proporcionan resultados fiables e precisos, poden ser lentos e custosos de realizar.Unha alternativa prometedora é unha ferramenta de análise química chamada dispersión Raman mellorada en superficie (SERS).
Cando a luz incide nunha molécula, dispárase a diferentes frecuencias dependendo da estrutura molecular da molécula.O SERS permite aos científicos detectar e identificar a cantidade de moléculas residuais nunha mostra de proba adsorbida nunha superficie metálica analizando a única "pegada dixital" da luz dispersa polas moléculas.
Este efecto pódese mellorar modificando a superficie metálica para que poida adsorber moléculas, mellorando así a capacidade do sensor para detectar baixas concentracións de moléculas na mostra.
O equipo de investigación propúxose desenvolver un novo método de proba máis portátil que podería adsorber moléculas en mostras de auga utilizando materiais impresos en 3D dispoñibles e proporcionar resultados iniciais precisos no campo.
Para iso, estudaron varios tipos diferentes de estruturas celulares feitas a partir dunha mestura de polipropileno e nanotubos de carbono de múltiples paredes.Os edificios creáronse usando filamentos fundidos, un tipo común de impresión 3D.
Usando técnicas tradicionais de química húmida, as nanopartículas de prata e ouro son depositadas na superficie da estrutura celular para permitir un proceso de dispersión Raman mellorado na superficie.
Probaron a capacidade de varias estruturas de materiais celulares impresos en 3D para absorber e adsorber moléculas do colorante orgánico azul de metileno e despois analizáronas usando un espectrómetro Raman portátil.
Despois engadíronse á tira de proba os materiais que funcionaron mellor nas probas iniciais: deseños de celosía (estruturas celulares periódicas) unidas a nanopartículas de prata.Engadíronse pequenas cantidades de insecticidas reais (Siram e paraquat) a mostras de auga do mar e de auga doce e colocáronse en tiras de proba para a análise SERS.
A auga tómase da desembocadura do río en Aveiro, Portugal, e das billas da mesma zona, que se comproban regularmente para controlar eficazmente a contaminación da auga.
Os investigadores descubriron que as tiras foron capaces de detectar dúas moléculas de pesticidas en concentracións tan baixas como 1 micromol, o que equivale a unha molécula de pesticida por millón de moléculas de auga.
O profesor Shanmugam Kumar, da Escola de Enxeñaría James Watt da Universidade de Glasgow, é un dos autores do traballo.Este traballo baséase na súa investigación sobre o uso da tecnoloxía de impresión 3D para crear redes estruturais de nanoenxeñería con propiedades únicas.
"Os resultados deste estudo preliminar son moi alentadores e mostran que estes materiais de baixo custo poden usarse para producir sensores para que SERS detecten pesticidas, mesmo en concentracións moi baixas".
A doutora Sara Fateixa do Instituto de Materiais CICECO Aveiro da Universidade de Aveiro, coautora do traballo, desenvolveu nanopartículas de plasma que admiten a tecnoloxía SERS.Aínda que este artigo examina a capacidade do sistema para detectar tipos específicos de contaminantes da auga, a tecnoloxía podería aplicarse facilmente para controlar a presenza de contaminantes da auga.
Hora de publicación: 24-xan-2024