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 helaeth mewn amaethyddiaeth ledled y byd i atal colledion cnydau. Fodd bynnag, rhaid bod yn ofalus, gan y 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, mae profion plaladdwyr fel arfer yn cael eu gwneud o dan amodau labordy gan ddefnyddio dulliau fel cromatograffaeth a sbectrometreg màs.
Er bod y profion hyn yn darparu canlyniadau dibynadwy a chywir, gallant fod yn cymryd llawer o amser ac yn ddrud i'w perfformio. Un dewis arall addawol yw offeryn dadansoddi cemegol o'r enw Gwasgariad 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 ac adnabod faint o foleciwlau gweddilliol mewn sampl prawf sydd wedi'u hamsugno ar arwyneb metel trwy ddadansoddi "ôl bysedd" unigryw'r golau sydd wedi'i wasgaru gan y moleciwlau.
Gellir gwella'r effaith hon drwy addasu wyneb y metel fel y gall amsugno 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 profi newydd, mwy cludadwy a allai amsugno moleciwlau i samplau dŵr gan ddefnyddio deunyddiau printiedig 3D sydd ar gael a darparu canlyniadau cychwynnol cywir yn y maes.
I wneud hynny, fe wnaethon nhw astudio sawl math gwahanol o strwythurau celloedd wedi'u gwneud o gymysgedd o polypropylen a nanotubiau carbon aml-wal. Crëwyd yr adeiladau gan ddefnyddio ffilamentau tawdd, math cyffredin o argraffu 3D.
Gan ddefnyddio technegau cemeg wlyb traddodiadol, mae nanoronynnau arian ac aur yn cael eu dyddodi ar wyneb strwythur y gell i alluogi proses gwasgaru Raman wedi'i gwella ar yr wyneb.
Fe wnaethant brofi gallu sawl strwythur deunydd celloedd wedi'u hargraffu 3D gwahanol i amsugno ac adsorbio moleciwlau'r llifyn organig glas methylen, 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 bryfleiddiaid go iawn (Siram a pharaquat) at samplau dŵr môr a dŵr croyw a'u rhoi ar stribedi prawf ar gyfer dadansoddiad SERS.
Cymerir y dŵr o aber 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 â 1 micromol, 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 ddefnyddio technoleg argraffu 3D i greu delltiau strwythurol wedi'u nanobeiriannu â 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 ar gyfer SERS i ganfod plaladdwyr, hyd yn oed ar grynodiadau isel iawn.”
Mae Dr. Sara Fateixa o Sefydliad Deunyddiau CICECO Aveiro ym Mhrifysgol Aveiro, cyd-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, gellid defnyddio'r dechnoleg yn hawdd i fonitro presenoldeb halogion dŵr.
Amser postio: Ion-24-2024