اندازه‌گیری سریع و دقیق مواد آلاینده‌ آب

ساعت 24-پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی موفق به ساخت آزمایشگاهی نانوحسگری شده‌اند که از طول عمر بالایی برخوردار است. این نانوحسگر قادر است مواد آلاینده‌ موجود در آب‌های آلوده را با دقت و سرعت بالایی اندازه‌گیری کند.

آرسنیک از قدیم به عنوان یک ماده‌ سمی شناخته شده است که قرار گرفتن در معرض آن به مدت طولانی، حتی در مقادیر کم، باعث افزایش خطر ابتلا به سرطان پوست، ریه، مجاری ادراری و مثانه و سرطان کلیه می‌شود. همچنین بیماری‌های پوستی از قبیل تغییر رنگ پوست و شاخی شدن از عوارض دیگر آن است. از طرفی این گاز روی سیستم عصبی نیز تأثیر می‌گذارد که علائم آن لرزش و سردرد است. منابع آلودگی با این گاز سمی در محیط فراوان است. به عنوان مثال آرسنیک در فاضلاب‌های صنعتی وجود دارد. احتراق سوخت‌های فسیلی نیز منبعی از آرسنیک است که آلودگی را در هوا منتشر می‌کند. بنابراین اندازه‌گیری آن، مخصوصاً در منابع آبی به لحاظ خطرات آن برای انسان، دارای اهمیت بسیار زیاد است.

در این کار حسگری معرفی شده است که می‌تواند غلظت یون آرسنیک را در محیط‌های مختلف اندازه‌گیری کند. این حسگر به روشی ساده و ارزان تهیه شده است. از این رو، به کمک آن هزینه‌های تشخیص مقادیر مواد سمی مانند آرسنیک در نمونه‌های مورد آزمایش کاهش می‌یابد. از طرفی این حسگر تجزیه و تحلیل مواد شیمیایی را با سرعت بیشتری نسبت به روش‌های مرسوم انجام می‌دهد. لذا درصورت دستیابی به تولید انبوه می‌تواند در صنایع و جاهایی که اندازه‌گیری آرسنیک مهم است، نظیر کنترل آب و فاضلاب، محیط زیست، صنایع دارویی و ... مورد استفاده قرار گیرد. البته طی روند تولید محصول از مقیاس آزمایشگاهی به صنعتی، مراحل تحقیقاتی کامل‌تری نیاز است.

به گفته‌ دکتر طاهر علیزاده محقق این طرح، استفاده از پلیمرهای قالب‌دار شده با یون آرسنیک برای ساخت حسگر پتانسیومتری منجر به تولید حسگری با گزینش‌گری بالا و حد تشخیص مناسب برای اندازه گیری آرسنیک می‌شود. یک مشکل اساسی در استفاده از این حسگرها، کم بودن زمان عمر الکترودهای غشایی مربوطه، به دلیل نفوذ آب به ساختار غشا و از بین بردن ساختار آن است. به همین دلیل در این کار تلاش شده تا این مشکل برطرف شود.

وی در ادامه به چگونگی دستیابی به این هدف پرداخت و افزود: «این کار ادامه‌ کار قبلی تیم ما مربوط به طراحی و ساخت حسگر یون آرسنیک مبتنی بر پلیمرهای قالب دار شده بود که نتیجه آن کار در مجله‌ Analytica Chimica Acta چاپ شده است. برای افزایش طول عمر الکترود غشایی، پلیمرهای قالب دار شده برای یون آرسنیک در ابعاد نانومتری سنتز شد و سپس خواص آب دوستی آن‌ها با اتصال زنجیره‌های آلکیلی به سطح نانوذرات، کاهش پیدا کرد. در مرحله‌ بعدی، نانوذرات پلیمری حاصل در ساخت یک الکترود غشایی حساس به یون آرسنیک مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد حسگر نهایی از طریق کاربرد آن برای اندازه‌گیری مقادیر یون‌های آرسنیک در نمونه‌های حقیقی مورد ارزیابی قرار گرفته است.»

علیزاده در پایان عنوان کرد: «حسگر نهایی نسبت به نمونه‌ قبلی حد تشخیص‌ پایین‌تر و دامنه‌ خطی پاسخ وسیع‌تری دارد. از طرفی کاربرد نانوذرات پلیمری قالب‌دار شده، منجر به ساخت الکترودهای غشایی یکنواخت‌تر و با کیفیت بهتر شده که قطعاً در کارایی حسگر نهایی مؤثر است.»

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر طاهر علیزاده- عضو هیأت علمی دانشگاه تهران- و مریم راشدی- دانش آموخته‌ کارشناس ارشد دانشگاه محقق اردبیلی- است که نتایج آن در مجله‌ Electrochimica Acta (جلد 178، سال 2015، صفحات 877 تا 885) به چاپ رسیده است.

ایسنا