Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Göstərici xarab olan karidesin pH səviyyəsini izləyir. Müəllif: Min-Jae Kim və başqaları.

Cənubi Koreyadakı kimyaçılar ətraf mühitin pH-ına asanlıqla ölçülə bilən reaksiya göstərən sabit rəng dəyişdirən sensor yaratdılar. “Microsystems & Nanoengineering” jurnalında dərc olunan məqalədə Dong-Hwan Kim və Sungkyunkwan Universitetinin həmkarları deyirlər ki, onların yanaşması geniş real dünya ssenarilərində daha etibarlı və əlverişli pH ölçmələri üçün yol aça bilər.

Ətraf mühitin monitorinqindən tibbi diaqnostikaya qədər pH sağlamlığın, keyfiyyətin və təhlükəsizliyin həyati əhəmiyyətli bir göstəricisidir. Hal-hazırda, mühitin daha turşulu (aşağı pH) və ya daha qələvi (yüksək pH) olduğunu qiymətləndirmək üçün ən çox istifadə edilən vasitələr elektrokimyəvi sensorlardır və onlar məhlula batırıldıqda bir cüt elektrod arasındakı potensial fərqi ölçürlər.

Yüksək dəqiqlik və etibarlılıq göstərsələr də, onlar həm də sərtdirlər, elektrik müdaxiləsinə qarşı həssasdırlar və real həyat ölçmələrində, məsələn, hüceyrə daxili mühitlərinin mikroskopik mühitlərində tətbiq etmək çox vaxt çətindir.

Rəng dəyişdirən sensorlar

Alternativ bir yanaşma, pH dəyişiklikləri kimi udduğu və əks etdirdiyi görünən işığın dalğa uzunluğunu dəyişdirən və fərqli rəng dəyişiklikləri yaradan xüsusi hazırlanmış boyalardan istifadə etməkdir. Bu boyalar rəng dəyişdirən filmlər yaratmaq üçün bərk matrisə yerləşdirilə bilər və daha sonra ətraf mühitin pH-nın mühit ölçüsünü təmin etmək üçün substratlara örtülə bilər.

Lakin bu sensorlar elektrokimyəvi analoqlarından daha çevik olsalar da, öz çatışmazlıqları da var: boyaların ətraf mühitə sızması və uzunmüddətli stabilliyin məhdud olması. Bundan əlavə, onlar tez-tez dar bir pH diapazonunda işləyirlər ki, bu da onları geniş aşkarlama pəncərələri tələb edən tətbiqlər üçün daha az praktik edir.

Xüsusi hazırlanmış nanopiqmentlər

Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün Kimin komandası kolorimetrik indikator sintez etmək üçün daha dərin bir yanaşma tətbiq etdi. Onlar iki əsas komponentdən nanopiqmentlər hazırlamaqla başladılar. Birincisi, təsirli stabilliyi, aşağı qiyməti, asanlıqla fərqlənən rəngləri, yüksək reaktivliyi və kimyəvi modifikasiyanın nisbi asanlığı səbəbindən analitik kimyada geniş istifadə olunan sulfoneftalein boyaları kimi tanınan molekullar sinfi idi.

Tədqiqatçılar daha sonra bu boyaları moruq kimi silisium nanopartiküllərinə kovalent şəkildə bağladılar : son dərəcə yüksək səth sahələrinə malik məsaməli nanostrukturlar və altı fərqli pH-həssas nanopiqmentlər əmələ gətirdilər.

Stabilliyi daha da artırmaq və boya sızmasının qarşısını almaq üçün komanda nanopiqmentləri bərk agaroza/polietilen oksid (PEO) matrisinə yerləşdirdi və polimer şəbəkəsi daxilində hidrogen rabitəsi hissəciklərin yerində möhkəmlənməsinə kömək etdi.

Nəhayət, pH aşkarlama diapazonunu genişləndirmək üçün, pH-a tamamlayıcı rəng dəyişdirici reaksiyalar göstərən Bromokresol Yaşıl və Fenol Qırmızı əsaslı iki əlavə nanopiqment qarışdırdılar. Tədqiqatçılar bunları eyni matris daxilində birləşdirməklə daha geniş və daha vahid bir sensor pəncərəsinə nail olmağı hədəflədilər.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Xətti pH sensoru

Performansı sınaqdan keçirmək üçün Kimin komandası nanopiqmentlə örtülmüş filmləri müxtəlif bərk substratlara örtdü. Daha sonra ətrafdakı pH-ı son dərəcə turşulu şəraitdən yüksək qələvi şəraitə qədər dəyişdirərkən rəng reaksiyasını təhlil etdilər.Oyna

00:00

00:45SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Oyna3 dəqiqəlik immersiya testi zamanı kommersiya pH kağızı ilə pH-həssas film arasındakı lehimləmə davranışının müqayisəsi. (oxutma sürəti: dörd dəfə). Kredit: Microsystems & Nanoengineering (2026). DOI: 10.1038/s41378-026-01163-x

Geniş diapazonda — pH 1-dən pH 10-a qədər — göstərici rəng və pH arasında aydın xətti əlaqə nümayiş etdirdi: aşağı pH-da parlaq sarıdan yüksək pH-da tünd qəhvəyiyə qədər. Əhəmiyyətli olan odur ki, bu davranış təkrarlanan ölçmə dövrlərində sabit qalmış və boyaların yuyulmasına və parçalanmasına qarşı güclü müqavimət nümayiş etdirmişdir.

Daha sonra komanda karidesin təravətini izləyərək sensorun sabitliyini nümayiş etdirdi. Karidesin xarab olması ilə kimyəvi yan məhsullar toplanır və yerli mühit getdikcə qələviləşir.

Tədqiqatçılar qablaşdırmanın içinə nanopiqmentlə örtülmüş PEO filmi yerləşdirməklə, karides otaq temperaturunda saxlanıldıqda pH dəyişikliyini rəng reaksiyası vasitəsilə izləyə bildilər. Ölçmələr, bərabərləşmədən əvvəl bir neçə saat ərzində nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişiklik olduğunu göstərdi.

Davamlı və dəqiq sensorlar

Bu göstəriciyə əsaslanaraq, Kim və həmkarları kolorimetrik göstəricilərinin elektrokimyəvi pH sensorlarının daha az etibarlı olduğu geniş ssenarilərdə tətbiq oluna biləcəyinə ümid edirlər.

Boyanın yuyulması, məhdud sabitlik və dar dinamik diapazon kimi uzun müddətdir davam edən çətinliklərin öhdəsindən gəlməklə, onların yanaşması nəticədə sağlamlığın, təhlükəsizliyin və ətraf mühitin keyfiyyətinin monitorinqi üçün daha davamlı, dəqiq və əlverişli metodlar təmin edə bilər.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Min-Jae Kim və digərləri, 10 pH vahidi üzərində uzadılmış xətti kolorimetrik pH sensoru üçün süzülmədən azad nanopiqment, Mikrosistemlər və Nanomühəndislik (2026). DOI: 10.1038/s41378-026-01163-x

Jurnal məlumatları: Mikrosistemlər və Nanomühəndislik 

Əsas anlayışlar

suyun pH-ıOptik texnikalar

© 2026 Science X Network