سنتز نانولامپ‌های جیوه یاب در آزمایشگاه دانشگاه زابل

محققان دانشگاه زابل نانولامپ‌هایی را سنتز کرده‌اند که یون‌های مضر جیوه را با حساسیت و دقت بالایی درون آب آشامیدنی شناسایی نموده و سپس خاموش می‌گردند. این نانوذرات که از خاصیت مغناطیسی برخوردارند را می‌توان پس از اتمام فرایند شناسایی، به کمک یک آهن‌ربا به‌آسانی جمع‌آوری کرد.
فلزات سنگین در آب آشامیدنی می‌توانند اثرات مخربی بر سلامتی انسان داشته باشند. کاهش رشد اندام‌ها، سرطان، اختلال در سیستم عصبی و دفاعی بدن از جمله‌ی این اثرات مخرب به شمار می‌روند. با شروع عصر صنعتی، سطح جیوه در محیط اطراف ما به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یافته است. جیوه اکنون در مقیاس بسیار زیاد و زیان‌آوری در آب و غذای مصرفی ما پراکنده است. طبق آمار اداره‌ی غذا و داروی آمریکا، به‌طور طبیعی سالانه تقریباً 2700 تا 6000 تن جیوه از سطح زمین و اقیانوس‌ها به اتمسفر وارد می‌شود. علاوه بر آن، در نتیجه‌ی فعالیت انسان، ضایعات خانگی و صنعتی و به‌خصوص سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ، در سال حدود 2000 تا 3000 تن دیگر جیوه به اتمسفر اضافه می‌شود.
دکتر نوشین میر، هدف از انجام طرح حاضر را سنتز یک نانوذره مغناطیسی برای شناسایی مقادیر اندک یون جیوه درون آب آشامیدنی عنوان کرد و افزود:‌ «در این پژوهش با به‌کارگیری یک مولکول آلی دارای خاصیت فلورسانس و نشاندن آن بر روی نانوکامپوزیت هسته/پوسته‌ی اکسید آهن/ اکسید سیلیسیم، یک نانوکامپوزیت مغناطیسی با حساسیت بالا و انتخاب پذیری مناسب جهت تشخیص یون‌های جیوه در آب آشامیدنی سنتز شده است.»
وی تصریح کرد: «این نانوذرات مغناطیسی ، پس از جذب مقادیر اندکی از جیوه، تابش فلورسانس خود را از دست می‌دهند و پس‌ از آن به کمک یک آهن‌ربا به‌سادگی قابل جمع‌آوری هستند.»
این نانوذره‌ی مغناطیسی ابعادی در حدود 20 نانومتر دارد و این ابعاد کوچک سبب می‌شود تا این نانوذره سطح قابل‌دسترس بالایی را برای جذب یون‌های فلزی فراهم کند.
در پژوهش حاضر از مولکول آلی پیرازول به‌عنوان یک مولکول با خاصیت فلورسانس استفاده شده است. این مولکول با یک نانوذره نانوکامپوزیتی دارای ساختار هسته/پوسته پیوند داده شده است. برای شناسایی و مشخصه یابی نانوذره‌ی حاصل، از میکروسکوپ الکترونی عبوری و روش FT-IR استفاده شده است. در نهایت تغییر خاصیت فلورسانس این نانوذره‌ی کامپوزیتی در مواجهه با یون‌های عناصر سنگین از جمله جیوه مورد ارزیابی قرار گرفته است.
نانوذره‌ی سنتز شده در این طرح قابلیت شناسایی یون‌های جیوه با حداقل غلظت 7/6 نانومولار را داراست. همچنین حضور یون‌های دیگر عناصر از قبیل سدیم، پتاسیم، آلومینیوم، کلسیم و سرب اختلال چندانی در عملکرد این نانوذره ایجاد نمی‌کند.
یون‌های جیوه در حضور باکتری‌ها به ماده‌ی بسیار خطرناک متیل جیوه تبدیل می‌شوند. حساسیت و سهولت استفاده از پروب های فلورسانس موجب شده تا در سالیان اخیر تلاش‌های بسیاری جهت به‌کارگیری این پروب ها به‌منظور تشخیص یون‌های جیوه صورت بگیرد.
این طرح به همت دکتر نوشین میر- عضو هیأت علمی دانشگاه زابل انجام شده است. نتایج این پژوهش در مجله‌ی Chemical Engineering Journal با ضریب تأثیر 6/216 (جلد 327، سال 2017، صفحات 648 تا 655) منتشر شده است.

منبع: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894717310136