مواد و ساخت پیشرفته

بر اساس نتایج تحقیقات اخیر، حسگرهای جدید به طور قابل اعتماد و یکنواخت سیگنال­های مولکولی را شناسایی کرده ­اند و عملکرد آنها پس از دو ماه و نیم آزمایش مجدد حفظ شده است. محققان یک حسگر کوچک برای تشخیص آفت­کش روی میوه ­ها تنها در چند دقیقه ساخته­ اند. این تکنیک از نانوذرات نقره اسپری شده به وسیله شعله برای افزایش سیگنال آلاینده ها استفاده می­کند.

در حالی که این تحقیق هنوز در مراحل اولیه هستند، محققان امیدوارند که این نانوحسگرها بتوانند به کشف بقایای آفت‌کش‌های باقی‌مانده روی مواد غذایی، قبل از مصرف کمک کنند. جورجیوس سوتیریو، محقق اصلی دپارتمان میکروبیولوژی، تومور و زیست­شناسی سلولی در موسسه کارولینسکا می­گوید: «گزارش­ها نشان می­دهد که بیش از نیمی از میوه ­های فروخته شده در اتحادیه اروپا حاوی بقایای آفت­ کش­هایی هستند که در مقادیر بیشتر با مشکلات سلامتی انسان مرتبط است.  با این حال، تکنیک‌های فعلی برای تشخیص آفت‌کش‌ها بر روی محصولات قبل از مصرف، در عمل به دلیل هزینه بالا و ساخت دست و پاگیر حسگرهای آن‌ها محدود شده است. برای غلبه بر این مشکل، محققان نانوحسگرهای ارزان قیمت و قابل تکراری را توسعه داده­اند که می‌توان از آنها برای نظارت بر آثار آفت‌کش‌های میوه، به عنوان مثال، در فروشگاه استفاده کرد. نانوحسگرهای جدید از کشف دهه 1970 ، پراکندگی رامان تقویت‌شده سطحی یا SERS، استفاده می‌کنند که به عنوان یک تکنیک سنجش قدرتمند است که می‌تواند سیگنال‌های تشخیصی بیومولکول‌های روی سطوح فلزی را بیش از یک میلیون برابر افزایش دهد. این فناوری در چندین زمینه تحقیقاتی از جمله تجزیه و تحلیل شیمیایی و محیطی و همچنین برای شناسایی نشانگرهای زیستی برای بیماری های مختلف استفاده شده است. با این حال، هزینه_­های تولید بالا و تکرارپذیری محدود آنها تا کنون مانع از کاربردشان گسترده در تشخیص ایمنی مواد غذایی شده است. در مطالعه حاضر، محققان با استفاده از اسپری شعله ­ای - یک تکنیک ثابت و مقرون‌به‌صرفه برای رسوب‌گذاری پوشش فلزی - یک نانوحسگر SERS ساختند تا قطرات کوچکی از نانوذرات نقره را بر روی سطح شیشه‌ای رسوب دهد. مطابق نظریه محققان این پروژه، اسپری شعله­ ای را می‌توان برای تولید سریع فیلم‌های SERS یکنواخت در مناطق بزرگ مورد استفاده قرار داد و یکی از موانع اصلی مقیاس‌پذیری را از بین برد. سپس محققان فاصله بین تک تک نانوذرات نقره را برای افزایش حساسیت آنها تنظیم کردند. آنها برای آزمایش توانایی خود در تشخیص مواد، یک لایه نازک از رنگ ردیاب را در بالای حسگرها اعمال کردند و از یک طیف سنج برای کشف اثر انگشت مولکولی آنها استفاده کردند. حسگرها به طور قابل اعتماد و یکنواخت سیگنال‌های مولکولی را شناسایی کردند و عملکرد آنها پس از آزمایش مجدد پس از 2.5 ماه حفظ شد، که بر پتانسیل ماندگاری و امکان‌پذیری آنها برای تولید در مقیاس بزرگ تأکید می‌کند. برای آزمایش توانایی تشخیص آفت‌کش‌های حسگرها، محققان آن‌ها را برای شناسایی غلظت‌های پایین پاراتیون اتیل، یک حشره‌کش سمی کشاورزی که در اکثر کشورها ممنوع یا محدود شده است، کالیبره کردند. مقدار کمی پاراتیون اتیل روی قسمتی از سیب قرار داده شد. باقی­مانده‌­ها بعداً با پنبه ای که در محلولی غوطه­ ور می­شد تا مولکول­های آفت­کش را حل کند جمع آوری کردند. محلول روی حسگر ریخته شد که وجود آفت­کش­ها را تایید کرد. محققان این پروژه ادعا کردند: "سنسورهای ما می‌توانند بقایای آفت‌کش‌ها را روی سطوح سیب در مدت زمان کوتاهی ۵ دقیقه بدون از بین بردن میوه‌ها شناسایی کنند".

در مرحله بعد، محققان می‌خواهند بررسی کنند که آیا نانوحسگرها را می‌توان در زمینه‌های دیگری مانند کشف نشانگرهای زیستی برای بیماری‌های خاص استفاده کرد یا خیر.

منبع:

https://www.advancedsciencenews.com/pesticide-detection-improved-using-flame-spray-technique/#:~:text=The%20new%20sensors%20reliably%20and,in%20just%20a%20few%20minutes