محققان کشف کرده‌اند که چگونه فلس‌های ماهی عملیات حرارتی شده را می‌توان برای کنترل آلودگی و رمزگذاری تغییر کاربری داد.
بخش غذا و آبزی پروری مقدار زیادی ضایعات فلس ماهی را از فرآیندهایی مانند آماده سازی، کنسرو کردن، فیله کردن، نمک زدن و دود کردن تولید می کند. دفع ضایعات فلس ماهی در محل های دفن زباله می تواند مشکلات جدی آلودگی زیست محیطی ایجاد کند.
از این رو تبدیل ماهی مقیاس ضایعات در مواد کاربردی می تواند به کاهش اثرات زیست محیطی و ایجاد منافع اقتصادی کمک کند.
فیزیکدانان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) با کمک به این تلاش، روش جدیدی را برای تغییر کاربری ضایعات فلس ماهی ابداع کرده اند تا به عنوان یک جاذب زیستی عمل کند تا به طور موثر آلاینده رودامین B را از آب حذف کند و یک ماده رمزگذاری اطلاعات.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور Sow Chorng Haur از دپارتمان فیزیک NUS دریافتند که حرارت دادن فلس های ماهی تا دمای مطلوب آنها را به جاذب های مناسب برای آلاینده آب رودامین B تبدیل می کند. رنگ صورتی ساده در منسوجات، کاغذ، رنگ و ردیاب جریان آب استفاده می شود. رودامین B با خطرات بالقوه سلامتی مانند سرطان و نارسایی کبد و تهدیدهایی برای اکوسیستم های دریایی مرتبط است.
دانشمندان همچنین دریافتند که فلس‌های ماهی که تحت حرارت قرار گرفته‌اند، در مقایسه با فلورسانس آبی سلطنتی ضعیف، هنگامی که تحت نور ماوراء بنفش (UV) درمان نمی‌شوند، درخشش فیروزه‌ای واضحی از خود ساطع می‌کنند. از این ویژگی می توان برای استفاده از فلس های ماهی به عنوان یک ماده طبیعی با قابلیت انتقال متن و تصاویر میکرو و ماکروسکوپی استفاده کرد.
با افزایش جمعیت جهان و محدودتر شدن منابع، پایداری تاکید بیشتری بر استفاده مجدد از مواد زائد دارد. تخمین زده می شود که سالانه حدود 7.2 تا 12 میلیون تن ضایعات ماهی در سراسر جهان دور ریخته می شود. این باعث می شود زباله های فلس ماهی به منبع فراوانی برای استفاده مجدد تبدیل شوند. Sow می‌گوید: با ارزیابی مجدد جریان‌های زباله، می‌توان خواص شگفت‌انگیز و چند عملکردی را در موادی که ممکن است قبلا نادیده گرفته شده‌اند، کشف کرد.
فلس های ماهی عمدتاً از ترکیب کلاژن، پروتئینی که ظاهر جوان را حفظ می کند و هیدروکسی آپاتیت، ماده معدنی موجود در استخوان ها و دندان ها، تشکیل شده است. با توجه به زیست سازگاری خوب این دو ترکیب، روش‌های مختلفی برای استخراج آنها برای توسعه بیشتر به برچسب‌های فلورسنت استفاده شده است که به شناسایی مولکول‌های زیستی در تحقیقات کمک می‌کند. با این حال، این فرآیندها اغلب به مقادیر قابل توجهی زمان، انرژی و منابع شیمیایی نیاز دارند. بهبود فلورسانس فلس ماهی از طریق یک روش مستقیم و کارآمدتر باعث بهبود مقرون به صرفه می شود.
با روش حرارت دهی محققان، فلس های ماهی دستخوش تغییرات شیمیایی و فیزیکی می شوند. زنجیره‌های بلند کلاژن به بخش‌های کوچک‌تری تجزیه می‌شوند که در اثر تحریک UV نور آبی ساطع می‌کنند. به طور همزمان، آرایش اتم ها تغییر می کند و منافذ سطحی و داخلی ایجاد می کند که خواص فلورسانس را تغییر داده و افزایش می دهد. جذب آلاینده ها.
هنگامی که با رودامین B تماس گرفت، فلس‌های ماهی که تحت حرارت قرار گرفته بودند به طور موثر 91 درصد از آلاینده را در مدت زمان کوتاه 10 دقیقه حذف کردند. فلس‌های ماهی آلوده به رودامین B را می‌توان از طریق فرآیند فراصوت ساده استفاده کرد و انعطاف‌پذیری مواد را افزایش داد. تنها با یک مرحله آنیل حرارتی مورد نیاز، این روش نوآورانه نسبت به استفاده از سایر زیست توده های ارزان قیمت مانند شکر سفید کربن فعال که باید چندین مرحله پردازش شیمیایی را طی کند، هزینه، انرژی و زمان کارآمدتری دارد. شستشو و آنیل حرارتی برای حذف رودامین B.
خواص فلورسنت فلس های ماهی تحت درمان حرارتی تحت انواع مختلف نور نیز می تواند برای اهداف استگانوگرافی استفاده شود. ترازوها را می توان به صورت عمده روی یک صفحه داغ گرم کرد و مرتب کرد تا پیامی را منتقل کند، یا با لیزر با متن و تصاویر در مقیاس میکروسکوپی حکاکی شود. این پیام های پنهان را می توان در زیر نور UV آشکار کرد. فلس‌های ماهی تیمار شده با گرما که رودامین B را جذب کرده بودند، هنگام تحریک با نور سبز، در مقایسه با فلس‌های ماهی تیمار شده با حرارت بدون رودامین B، که فلورسانس آبی بسیار ضعیفی را در زیر نور یکسان نشان می‌دادند، به رنگ نارنجی درخشیدند. این یک فرصت دیگر برای طراحی الگوی استگانوگرافی است.
با نگاهی به آینده، تیم تحقیقاتی به دنبال توسعه کیت‌های تست رودامین B مقرون‌به‌صرفه و قابل دسترس برای استفاده در تشخیص میدانی با استفاده از فلس‌های ماهی عملیات‌شده با حرارت خواهد بود. این رویکرد به کاهش خطر مصرف رودامین B و قرار گرفتن در معرض آن توسط جوامع متکی به آب های طبیعی و دانشمندان میدانی که منابع آب آلوده را انتقال می دهند، کمک می کند.
همچنین تحقیقات بیشتری برای بررسی اینکه آیا فلس‌های ماهی تیمار شده با حرارت می‌توانند سایر مواد شیمیایی سمی را جذب کنند، برنامه‌ریزی شده است.
محققان اضافی از بخش فیزیک NUS هستند. آژانس علم، فناوری و تحقیقات؛ و از دبیرستان علوم و ریاضیات NUS.
یافته ها در مجله ظاهر می شوند ارتباطات طبیعت.
منبع: دانشگاه ملی سنگاپور
