बहुत अच्छी चीज कब खराब हो जाती है? यही तो प्रश्न है जोनाथन क्लॉसेन, सहायक प्रोफेसर ए.टी आयोवा स्टेट यूनिवर्सिटी के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग, और उनके शोधकर्ताओं की टीम का उद्देश्य कीटनाशकों के उपयोग के बारे में किसानों को जवाब देने में मदद करना है। कम उपयोग किसानों की फसलों को नुकसान पहुंचा सकता है, जबकि अति प्रयोग के परिणामस्वरूप मिट्टी या जलमार्ग में अपवाह हो सकता है।
क्लॉसन और उनकी टीम ने एक लचीला, कम लागत वाला और डिस्पोजेबल बायोसेंसर बनाया जो मिट्टी में कीटनाशकों का पता लगा सकता है। यह बायोसेंसर ग्राफीन से बना है, एक मजबूत और स्थिर नैनोपार्टिकल, और तात्कालिक प्रतिक्रिया प्रदान करता है, जैसा कि समय और धन के विपरीत होता है, अन्यथा यह एक प्रयोगशाला में एक नमूना भेजने और परिणामों की प्रतीक्षा करने के लिए होता है।
यूएसडीए का राष्ट्रीय खाद्य और कृषि संस्थान एक के साथ परियोजना का समर्थन किया कृषि और खाद्य अनुसंधान पहल के हिस्से के रूप में अनुदान नैनो प्रौद्योगिकी कार्यक्रम.
बायोसेंसर पहले ग्राफीन स्याही को कागज पर प्रिंट करके बनाया जाता है। एक लेज़र फिर स्याही पर निशान लगाता है ताकि ग्रेफीन स्याही के गुच्छे को एक साथ वेल्डिंग करके अपनी विद्युत चालकता में सुधार किया जा सके, जिससे एक नैनोस्ट्रक्चर्ड सतह बनती है जो तीन आयामी होती है।
"फ्लेक्स लगभग कागज की सतह से आने वाली गुलाब की पंखुड़ियों की तरह दिखते हैं," क्लॉसन ने कहा। "वे मिट्टी का परीक्षण करने के लिए आधार सामग्री बनाते हैं।"
ऐसा करने के लिए, बायोसेंसर को मिट्टी और पानी के घोल में डुबोया जाता है। फिर इसे कीटनाशक के परीक्षण के लिए क्षेत्र में एक इलेक्ट्रोकेमिकल रीडर से जोड़ा जाता है।
"यह एक पीएच परीक्षण पट्टी की तरह है," क्लॉसन ने कहा। परीक्षण के परिणाम किसानों को जल्दी से यह समझने में मदद कर सकते हैं कि स्वस्थ फसलों को बनाए रखने और पर्यावरणीय क्षति को कम करने के लिए कितने कीटनाशक की आवश्यकता है। इसके अलावा, परिणाम किसानों को यह समझने में मदद कर सकते हैं कि कीटनाशकों के अति प्रयोग के स्पष्ट होने पर पर्यावरणीय उपचार की आवश्यकता हो सकती है।
बायोसेंसर में कृषि समुदाय से परे उपयोग की काफी संभावनाएं हैं। इसके गुणों को बायोमेडिकल, पर्यावरण, या खाद्य सुरक्षा क्षेत्रों में उपयोग के लिए परिवर्तित किया जा सकता है, बस इसके ऊपर स्थिर जैविक घटकों को बदलकर।
क्लॉसन ने कहा, "इस परियोजना के बारे में जो चीज मुझे सबसे ज्यादा आकर्षित करती है, वह वास्तविक विश्व प्रभाव है जो यह प्रदान कर सकती है।" "ग्राफीन सेंसर को कीमती धातुओं के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है जो आमतौर पर इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए उपयोग की जाती हैं। इसलिए, [यह] तकनीक वास्तव में लचीले / कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक्स और सेंसर के लिए जनता द्वारा उपयोग की जा सकती है।"
— सेलिना माइनर्स राष्ट्रीय खाद्य और कृषि संस्थान
स्रोत: यूएसडीए ब्लॉग