۳۰ شهریور ۱۴۰۴
مطالب مرتبط
محققان دانشگاه بوخوم یک روش برای بررسی رفتار نانوذرات نقره در آب های طبیعی توسعه داده اند ( مجله انجمن شیمی آمریکا، " الکتروشیمی اپتیکی و اسپکترومغناطیسی: واکنش های نانوذرات منحصر به فرد که توسط میکروسکوپ میدان تاریک دیده شده اند"). ذرات به طور منظم از محصولاتی مانند لباس ورزشی و بسته بندی مواد غذایی وارد دریا می شوند. این که چه اتفاقی برای آن ها می افتد تا حد زیادی ناشناخته است.
با استفاده از ترکیبی از روش های الکتروشیمیایی و طیف سنجی، شیمیدان ها می توانند واکنش ذرات منحصر به فرد در محلول را کنترل کنند، حتی اگر حاوی نمک یا جلبک باشد. روش های متعارف نمی توانند با این عوامل مداخله گر مقابله کنند و تنها در خلاء بالا کار می کنند.
تاکنون قابل اندازه گیری نبوده است
ذرات نقره به علت اثر ضد باکتریایی و ضد التهابی، در صنعت بسیار محبوب هستند. آنها نه تنها در دریا، بلکه در فاضلاب فرآیندی شرکت های تولیدی نیز یافت می شوند. Kristina Tschulik می گوید: "تا زمانی که هیچ روش اندازه گیری و هیچ تعهد قانونی برای تشخیص چنین ذراتی وجود نداشته باشد، شرکت ها این کار را انجام نمی دهند". بنابراین، شیمیدانان بوخوم یک سنسور ایجاد کرده اند که ذرات نقره را حتی در محیط های پیچیده، به طور خاص مورد بررسی قرار می دهد.
آزمایش آب فلات با اسپری بوی ضد تنفس
برای نشان دادن این که این روش در برابر منابع تداخل قوی است، از نمونه های آب فلات دست نخورده کانادایی در مرحله اول استفاده کردند. با اینکه این آب حاوی نمک ها، جلبک و عوامل مزاحم دیگری بود، هیچ ناخالصی صنعتی در آن وجود نداشت.
محققان این ناخالصی ها را خودشان با یک اسپری نانوذرات نقره موجود در اینترنت که برای ضدعفونی کردن وسایل غذاخوری و درمان تنفس بد در سگ ها استفاده می شود، اضافه کردند. سپس نشان دادند که می توانند ذرات را در محیط های پیچیده با روش های الکتروشیمیایی شناسایی کنند.
ذرات به هم می چسبند و پایین می روند
شیمیدان ها با استفاده از روش جدید الکتروشیمیایی ترکیب شده، در مطالعات بیشتری نشان دادند که چه اتفاقی برای ذرات نقره در آب شور می افتد. Kristina Tschulik توضیح می دهد که "قبلا فرض شده بود که ذرات نقره در آب دریا حل می شوند". این فرض باطل شده است. ذرات به هم چسبیده و به کلرید نقره تبدیل می شوند.
Kristina Tschulik می گوید: "آن ها احتمالا به پایین فرو می روند و رسوب می کنند. بعدها آن ها از آب خارج خواهند شد، اما باید توجه داشته باشیم که این رسوبات فلزی سنگین چه پیامدهای درازمدتی برای ساکنین دریا در نزدیکی پایین دارند."
"ما نباید بر اساس چنین نتیجه منحصر به فردی هراس داشته باشیم،". این به این دلیل است که نانوذرات مختلف می توانند بسیار متفاوت عمل کنند.
بنابراین به کار بردن نتایج تعداد کمی مطالعه برای تمام ذرات ممکن نیست. Tschulik می گوید: "با این وجود، هرچه بیشتر از نانوذرات استفاده می کنیم، ارزیابی اثرات آن ها نیز برای ما مهم تر خواهد بود".
درباره روش
برای این فرآیند، محققان یک الکترود نازک را در محلول ذره غوطه ور کرده و یک ولتاژ به الکترود اعمال می کنند. همان طور که ذرات کوچک در مایعات به صورت غیر مستقیم حرکت می کنند، بعضی از آن ها در طول زمان به الکترود ضربه می زنند. اگر ولتاژ به درستی انتخاب شده باشد، این ذرات روی سطح الکترود واکنش نشان می دهند.
به عنوان مثال، ذرات نقره تبدیل به کلریدنقره شده یا حل می شوند. هر بار که یک اتم نقره واکنش می دهد تا یک یون نقره ی مثبت تشکیل دهد، الکترون آزاد می شود که به صورت جریان از طریق الکترود عبور می کند. با اندازه گیری جریان فعلی، شیمیدان ها می توانند تعداد اتم هایی که واکنش داده اند و سپس اندازه آن ها را استنباط کنند.
Kristina Tschulik کمک کرد تا این روش الکتروشیمیایی در سال ۲۰۱۲ در آکسفورد توسعه داده شود. تیم وی در بوخوم میکروسکوپ میدان تاریک نام برده را سرهم بندی کردند. شیمیدانان می توانند ذرات را در زمان واقعی به صورت نقاط رنگی تصویرسازی کنند. با استفاده از تغییر رنگ، یا به طور دقیق تر استفاده از اطلاعات طیفی، می توانند اتفاقاتی که برای ذرات روی الکترود می افتد را دنبال کنند.