Mae tîm o ymchwilwyr o brifysgolion yn yr Alban, Portiwgal a'r Almaen wedi datblygu synhwyrydd a all helpu i ganfod presenoldeb plaladdwyr mewn crynodiadau isel iawn mewn samplau dŵr.
Gallai eu gwaith, a ddisgrifir mewn papur newydd a gyhoeddwyd heddiw yn y cyfnodolyn Polymer Materials and Engineering, wneud monitro dŵr yn gyflymach, yn haws ac yn rhatach.
Defnyddir plaladdwyr yn eang mewn amaethyddiaeth ledled y byd i atal colledion cnydau.Fodd bynnag, rhaid bod yn ofalus, oherwydd gall hyd yn oed gollyngiadau bach i bridd, dŵr daear neu ddŵr môr achosi niwed i iechyd pobl, anifeiliaid a'r amgylchedd.
Mae monitro amgylcheddol rheolaidd yn hanfodol i leihau halogiad dŵr fel y gellir cymryd camau prydlon pan ganfyddir plaladdwyr mewn samplau dŵr.Ar hyn o bryd, cynhelir profion plaladdwyr fel arfer o dan amodau labordy gan ddefnyddio dulliau megis cromatograffaeth a sbectrometreg màs.
Er bod y profion hyn yn darparu canlyniadau dibynadwy a chywir, gallant gymryd llawer o amser ac yn ddrud i'w perfformio.Un dewis arall addawol yw offeryn dadansoddi cemegol o'r enw Gwasgaru Raman wedi'i wella ar yr wyneb (SERS).
Pan fydd golau'n taro moleciwl, mae'n gwasgaru ar amleddau gwahanol yn dibynnu ar strwythur moleciwlaidd y moleciwl.Mae SERS yn caniatáu i wyddonwyr ganfod a nodi faint o foleciwlau gweddilliol mewn sampl prawf sydd wedi'i arsugno ar arwyneb metel trwy ddadansoddi “olion bysedd” unigryw golau sydd wedi'i wasgaru gan y moleciwlau.
Gellir gwella'r effaith hon trwy addasu'r arwyneb metel fel y gall arsugniad moleciwlau, a thrwy hynny wella gallu'r synhwyrydd i ganfod crynodiadau isel o foleciwlau yn y sampl.
Aeth y tîm ymchwil ati i ddatblygu dull prawf mwy cludadwy newydd a allai arsugno moleciwlau i samplau dŵr gan ddefnyddio deunyddiau printiedig 3D sydd ar gael a darparu canlyniadau cychwynnol cywir yn y maes.
I wneud hynny, buont yn astudio sawl math gwahanol o strwythurau cell wedi'u gwneud o gymysgedd o polypropylen a nanotiwbiau carbon aml-wal.Crëwyd yr adeiladau gan ddefnyddio ffilamentau tawdd, math cyffredin o argraffu 3D.
Gan ddefnyddio technegau cemeg gwlyb traddodiadol, mae nanoronynnau arian ac aur yn cael eu dyddodi ar wyneb strwythur y gell i alluogi proses wasgaru Raman â gwell wyneb.
Fe wnaethant brofi gallu sawl strwythur deunydd cell printiedig 3D gwahanol i amsugno ac arsugniad moleciwlau o'r lliw organig methylene glas, ac yna eu dadansoddi gan ddefnyddio sbectromedr Raman cludadwy.
Yna ychwanegwyd y deunyddiau a berfformiodd orau yn y profion cychwynnol - dyluniadau dellt (strwythurau cellog cyfnodol) wedi'u rhwymo i nanoronynnau arian - at y stribed prawf.Ychwanegwyd symiau bach o bryfladdwyr go iawn (Siram a paraquat) at samplau dŵr môr a dŵr croyw a'u gosod ar stribedi prawf ar gyfer dadansoddiad SERS.
Cymerir y dŵr o geg yr afon yn Aveiro, Portiwgal, ac o dapiau yn yr un ardal, sy'n cael eu profi'n rheolaidd i fonitro llygredd dŵr yn effeithiol.
Canfu'r ymchwilwyr fod y stribedi'n gallu canfod dau foleciwl plaladdwr mewn crynodiadau mor isel ag 1 micromole, sy'n cyfateb i un moleciwl plaladdwr fesul miliwn o foleciwlau dŵr.
Mae'r Athro Shanmugam Kumar, o Ysgol Beirianneg James Watt ym Mhrifysgol Glasgow, yn un o awduron y papur.Mae'r gwaith hwn yn adeiladu ar ei ymchwil i'r defnydd o dechnoleg argraffu 3D i greu delltiau strwythurol nanobeirianneg gyda phriodweddau unigryw.
“Mae canlyniadau’r astudiaeth ragarweiniol hon yn galonogol iawn ac yn dangos y gellir defnyddio’r deunyddiau cost isel hyn i gynhyrchu synwyryddion i SERS ganfod plaladdwyr, hyd yn oed ar grynodiadau isel iawn.”
Mae Dr. Sara Fateixa o Sefydliad Deunyddiau Aveiro CICECO ym Mhrifysgol Aveiro, sy'n gyd-awdur y papur, wedi datblygu nanoronynnau plasma sy'n cefnogi technoleg SERS.Er bod y papur hwn yn archwilio gallu'r system i ganfod mathau penodol o halogion dŵr, byddai'n hawdd defnyddio'r dechnoleg i fonitro presenoldeb halogion dŵr.
Amser post: Ionawr-24-2024