پانی کے معیار کا سینسر

سکاٹ لینڈ، پرتگال اور جرمنی کی یونیورسٹیوں کے محققین کی ایک ٹیم نے ایک ایسا سینسر تیار کیا ہے جو پانی کے نمونوں میں بہت کم ارتکاز میں کیڑے مار ادویات کی موجودگی کا پتہ لگانے میں مدد کر سکتا ہے۔
پولیمر میٹریلز اینڈ انجینئرنگ جریدے میں آج شائع ہونے والے ایک نئے مقالے میں بیان کردہ ان کا کام، پانی کی نگرانی کو تیز، آسان اور سستا بنا سکتا ہے۔
فصلوں کے نقصان کو روکنے کے لیے دنیا بھر میں زراعت میں کیڑے مار ادویات کا بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔تاہم، احتیاط برتنی چاہیے، کیونکہ مٹی، زمینی یا سمندری پانی میں چھوٹا سا رساؤ بھی انسان، جانوروں اور ماحولیاتی صحت کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔

پانی کی آلودگی کو کم کرنے کے لیے باقاعدہ ماحولیاتی نگرانی ضروری ہے تاکہ جب پانی کے نمونوں میں کیڑے مار ادویات کا پتہ چل جائے تو فوری کارروائی کی جا سکے۔فی الحال، کیڑے مار ادویات کی جانچ عام طور پر لیبارٹری کے حالات میں کرومیٹوگرافی اور ماس اسپیکٹومیٹری جیسے طریقوں سے کی جاتی ہے۔
اگرچہ یہ ٹیسٹ قابل اعتماد اور درست نتائج فراہم کرتے ہیں، لیکن یہ انجام دینے کے لیے وقت طلب اور مہنگے ہو سکتے ہیں۔ایک امید افزا متبادل ایک کیمیائی تجزیہ کا آلہ ہے جسے سطح سے بڑھا ہوا رامن سکیٹرنگ (SERS) کہا جاتا ہے۔
جب روشنی کسی مالیکیول سے ٹکراتی ہے، تو یہ مالیکیول کی سالماتی ساخت کے لحاظ سے مختلف تعدد پر بکھر جاتی ہے۔SERS سائنسدانوں کو انووں کے ذریعے بکھرے ہوئے روشنی کے منفرد "فنگر پرنٹ" کا تجزیہ کرکے دھات کی سطح پر جذب ہونے والے ٹیسٹ کے نمونے میں بقایا مالیکیولز کی مقدار کا پتہ لگانے اور ان کی شناخت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
اس اثر کو دھات کی سطح میں ترمیم کرکے بڑھایا جا سکتا ہے تاکہ یہ مالیکیولز کو جذب کر سکے، اس طرح نمونے میں مالیکیولز کی کم ارتکاز کا پتہ لگانے کے لیے سینسر کی صلاحیت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
تحقیقی ٹیم نے ایک نیا، زیادہ پورٹیبل ٹیسٹ طریقہ تیار کیا جو دستیاب 3D پرنٹ شدہ مواد کا استعمال کرتے ہوئے پانی کے نمونوں میں مالیکیولز کو جذب کر سکے اور فیلڈ میں درست ابتدائی نتائج فراہم کر سکے۔
ایسا کرنے کے لیے، انہوں نے کئی مختلف قسم کے سیل ڈھانچے کا مطالعہ کیا جو پولی پروپیلین اور کثیر دیواروں والی کاربن نانوٹوبس کے مرکب سے بنی ہیں۔عمارتوں کو پگھلے ہوئے تنتوں کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا تھا، ایک عام قسم کی 3D پرنٹنگ۔
روایتی گیلی کیمسٹری کی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے، چاندی اور سونے کے نینو پارٹیکلز کو سیل ڈھانچے کی سطح پر جمع کیا جاتا ہے تاکہ سطح کو بڑھا کر رامان بکھرنے کے عمل کو قابل بنایا جا سکے۔
انہوں نے نامیاتی ڈائی میتھیلین بلیو کے مالیکیولز کو جذب کرنے اور جذب کرنے کے لیے کئی مختلف 3D پرنٹ شدہ سیل مادی ڈھانچے کی صلاحیت کا تجربہ کیا، اور پھر پورٹیبل رامان سپیکٹرومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے ان کا تجزیہ کیا۔
وہ مواد جنہوں نے ابتدائی ٹیسٹوں میں بہترین کارکردگی کا مظاہرہ کیا - جالی ڈیزائن (متواتر سیلولر ڈھانچے) جو چاندی کے نینو پارٹیکلز سے منسلک تھے - کو پھر ٹیسٹ سٹرپ میں شامل کیا گیا۔سمندری پانی اور تازہ پانی کے نمونوں میں اصلی کیڑے مار ادویات (سیرام اور پیراکوٹ) کی تھوڑی مقدار شامل کی گئی اور SERS تجزیہ کے لیے ٹیسٹ سٹرپس پر رکھی گئی۔
پانی پرتگال کے ایویرو میں دریا کے منہ سے اور اسی علاقے کے نلکوں سے لیا جاتا ہے، جن کا باقاعدگی سے پانی کی آلودگی کی مؤثر طریقے سے نگرانی کے لیے تجربہ کیا جاتا ہے۔
محققین نے پایا کہ سٹرپس 1 مائیکرو مول سے کم ارتکاز میں دو کیڑے مار انووں کا پتہ لگانے میں کامیاب ہیں، جو ایک کیڑے مار دوا کے مالیکیول فی ملین پانی کے مالیکیول کے برابر ہے۔
گلاسگو یونیورسٹی کے جیمز واٹ سکول آف انجینئرنگ کے پروفیسر شانموگم کمار اس مقالے کے مصنفین میں سے ایک ہیں۔یہ کام منفرد خصوصیات کے ساتھ نینو انجینیئرڈ ساختی جالیوں کو بنانے کے لیے 3D پرنٹنگ ٹکنالوجی کے استعمال میں ان کی تحقیق پر استوار ہے۔
"اس ابتدائی مطالعہ کے نتائج بہت حوصلہ افزا ہیں اور یہ ظاہر کرتے ہیں کہ یہ کم لاگت والے مواد SERS کے لیے کیڑے مار ادویات کا پتہ لگانے کے لیے سینسر بنانے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں، یہاں تک کہ بہت کم ارتکاز میں بھی۔"
یونیورسٹی آف Aveiro میں CICECO Aveiro میٹریلز انسٹی ٹیوٹ سے ڈاکٹر سارہ فاٹیکسا، جو اس مقالے کی شریک مصنف ہیں، نے پلازما نینو پارٹیکلز تیار کیے ہیں جو SERS ٹیکنالوجی کو سپورٹ کرتے ہیں۔اگرچہ یہ مقالہ پانی کی آلودگیوں کی مخصوص اقسام کا پتہ لگانے کے نظام کی صلاحیت کا جائزہ لیتا ہے، لیکن پانی کی آلودگیوں کی موجودگی کی نگرانی کے لیے ٹیکنالوجی کو آسانی سے لاگو کیا جا سکتا ہے۔