Qachon juda ko'p yaxshi narsa yomon narsaga aylanadi? Bu savol Jonatan Klaussen, dotsent Ayova shtat universitetining mashinasozlik fakulteti, va uning tadqiqotchilar jamoasi fermerlarga pestitsidlardan foydalanish haqida gap ketganda javob berishga yordam berishni maqsad qilgan. Kam foydalanish fermerlarning ekinlariga zarar etkazishi mumkin, ortiqcha foydalanish esa tuproqqa yoki suv yo'llariga oqib tushishiga olib kelishi mumkin.
Klaussen va uning jamoasi tuproqdagi pestitsidlarni aniqlay oladigan moslashuvchan, arzon va bir martalik biosensorni yaratdilar. Ushbu biosensor kuchli va barqaror nanozarracha bo'lgan grafendan tayyorlangan bo'lib, namunani laboratoriyaga yuborish va natijalarni kutish uchun sarflanadigan vaqt va puldan farqli o'laroq, bir zumda qayta aloqani ta'minlaydi.
USDA Milliy oziq-ovqat va qishloq xo'jaligi instituti bilan loyihani qo‘llab-quvvatladi Qishloq xo'jaligi va oziq-ovqat tadqiqotlari tashabbusi bir qismi sifatida grant Nanotexnologiya dasturi.
Biosensor dastlab grafen siyohni qog'ozga bosib chiqarish orqali ishlab chiqariladi. Keyin lazer siyohning elektr o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun grafen siyoh parchalarini bir-biriga payvandlash orqali uch o'lchamli nanostrukturali sirt hosil qiladi.
"Yopaklar deyarli qog'oz yuzasidan chiqadigan atirgul barglariga o'xshaydi", dedi Klaussen. "Ular tuproqni sinash uchun asosiy materialni tashkil qiladi."
Buning uchun biosensor tuproq va suv shlamiga botiriladi. Keyin pestitsidni tekshirish uchun daladagi elektrokimyoviy o'quvchiga ulanadi.
"Bu pH sinov chizig'iga o'xshaydi", dedi Klaussen. Sinov natijalari fermerlarga ekinlarni sog‘lom saqlash va atrof-muhitga yetkaziladigan zararni kamaytirish uchun qancha pestitsid kerakligini tezda tushunishga yordam beradi. Shuningdek, natijalar fermerlarga agar pestitsidlardan ortiqcha foydalanish aniqlansa, atrof-muhitni qayta tiklash qayerda kerakligini tushunishga yordam beradi.
Biosensor qishloq xo'jaligidan tashqarida foydalanish uchun katta imkoniyatlarga ega. Uning xususiyatlari biotibbiyot, atrof-muhit yoki oziq-ovqat xavfsizligi sohalarida foydalanish uchun, shunchaki uning ustida immobilizatsiya qilingan biologik komponentlarni o'zgartirish orqali o'zgartirilishi mumkin.
"Ushbu loyihada meni eng ko'p hayratga soladigan narsa bu uning dunyoga ta'sir qilishidir", dedi Klaussen. "Grafen sensorlari odatda elektrokimyoviy sensorlarning ish faoliyatini oshirish uchun ishlatiladigan qimmatbaho metallardan foydalanishni talab qilmaydi. Shu sababli, [bu] texnologiya haqiqatan ham omma tomonidan moslashuvchan/arzon narxlardagi elektronika va sensorlar uchun ishlatilishi mumkin.
- Selina Mayners, Milliy oziq-ovqat va qishloq xo'jaligi instituti
Manba: USDA blogi