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スコットランド、ポルトガル、ドイツの大学の研究者らは、水中の非常に低濃度の農薬を検出できる新しいタイプの3Dプリントセンサーを開発した。

ジャーナル「Macromolecular Materials and Engineering」に記載されているこのデバイスは、表面増強ラマン散乱 (SERS) と呼ばれる化学分析ツールを使用しており、光と分子の相互作用を分析してサンプル材料の組成を検出します。 光が分子に当たると、分子構造に応じて明らかに異なる周波数で散乱します。

素材の詳細

研究チームは、手頃な価格の 3D プリント材料を使用して水サンプルから分子を吸着し、現場で正確な初期結果を提供できる、よりポータブルな新しい検査方法を開発しました。 彼らは、ポータブルラマン分光計で分析する前に、メチレンブルーと呼ばれる有機色素の分子を取り込み、吸着する、3D プリントされた細胞材料のいくつかの異なる設計デザインの能力をテストしました。 銀ナノ粒子を含むテストストリップは、1マイクロモルという低濃度の農薬分子を検出できることが判明しました。これは、農薬1分子から水100万分子に相当します。

「SERSは、さまざまな分野に応用できる貴重な診断技術です」と、責任著者であるグラスゴー大学ジェームズ・ワット工学部のシャンムガム・クマール教授は述べた。 「私たちが開発したセンサー基板材料は、ナノカーボンで設計された構造格子の大きな表面積と金属ナノ粒子の優れた光学特性の最適な組み合わせの恩恵を受けています。

「金属ナノ粒子内の強力な局所電磁場と炭素質材料の化学機構との相互作用により、SERS分析用の非常に活性な表面が生成されます。この初期研究の結果は非常に心強いものであり、これらの低コストの材料を使用して生産できることを示しています」非常に低濃度でも農薬を SERS 検出できるセンサーです。」

共著者でポルトガルのアベイロ大学 CICECO アベイロ材料研究所のサラ・ファティクサ博士によると、この装置は水の監視以外にも応用できる可能性があるという。

「この論文では、特定の種類の水質汚染物質を検出するシステムの可能性を検討していますが、この技術は、サンプル中の幅広い化学物質の存在を監視するのにも簡単に応用できます」と、プラズモンナノ粒子を設計したファティクサ博士は述べた。 SERS技術。

「例えば、農業では、抗生物質で治療された病気から回復中の牛の牛乳は、抗生物質が体内から排出されるまで販売できません。現在、その牛乳を証明する検査が準備が整っています。市場に戻されると高価ですが、当社の診断材料は、より手頃な価格で信頼性の高い結果が得られるように調整できる可能性があります。当社は、SERS アプリケーションで使用するために、この非常に有望なセンサー材料の開発を続けることを楽しみにしています。」