Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 57-58.

In recent times, there has been a significant rise in global arsenic intake, stemming from both drinking water and food sources. Arsenic contamination in groundwater can originate from natural geological processes as well as industrial effluents, agricultural practices such as insecticide use, municipal sewage, and household waste. One eco-friendly and dependable method for addressing this issue involves the synthesis of metal complex nanoparticles, which has broad applications in various fields. A noteworthy development is the creation of a novel Nano chromium sensor designed specifically for detecting arsenic. This Nano chromium complex underwent comprehensive characterization using a range of analytical tools, including Dynamic Light Scattering (DLS), Zeta potential analysis, Transmission Electron Microscopy (TEM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), contact angle measurements, as well as BET surface area and pore size determination. Furthermore, researchers explored the practical application of the Nano chromium complex as a simple, cost-effective, and highly sensitive Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensor for the rapid detection of arsenic. Using this Nano chromium complex sensor, arsenic can be reliably detected even at extremely low concentrations, as low as 1 ppm, with a remarkable response time of just 1 minute. Additionally, the cytotoxicity of the arsenic complex nanoparticles was thoroughly investigated to ensure their safety. This innovative method has demonstrated its effectiveness and feasibility for the precise determination of arsenic ions in samples from groundwater and industrial effluent wastewater.
The dyes produced by the textile industry have been identified as pollutants that contribute to the discoloration of wastewater and pose significant environmental challenges. Nanotechnology, a rapidly advancing field of research, is actively exploring the development of Nano sensors for various applications, including the detection of different types of azo-toxic dyes in food products. This advancement holds promising potential for the future, as novel Nano sensor designs continue to emerge. The present article provides recent insights into various types of Nano sensors and their pivotal role in sensing applications. Specifically, it focuses on the detection of azo toxic dyes (e.g. Methylene blue dye) using Nano sensors, highlighting their advantages compared to other sensor technologies. One notable technique for determining dye concentrations is the Quartz Crystal Microbalance (QCM), which utilizes the high sensitivity of resonant crystal frequency. Experimental results demonstrate that the QCM method is capable of providing real-time, accurate quantitative and qualitative analysis of dyes in wastewater. Furthermore, a novel copper-based Nano sensor has been developed for the comparable detection of Methylene Blue (MB). The characterization of this Nano copper complex was conducted using various analytical tools, including Dynamic Light Scattering (DLS), Zeta potential analysis, Transmission Electron Microscopy (TEM), Atomic Force Microscopy (AFM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), and BET surface area and pore size determination. The lipophilicity of the applied ionophore was investigated through the contact angle measurement technique, and the average contact angle was found to be 121.59°, indicating the sensor's mechanical stability. The effect of different pH and temperature on the sensor's performance was also monitored. The proposed sensor demonstrated a rapid response time of 3 minutes and exhibited a reliable response even at very low dye concentrations, as low as 1 ppm.

في الآونة الأخيرة، شهدت زيادة كبيرة في استهلاك الزرنيخ عالميا، ويرجع ذلك إلى كل من مصادر مياه الشرب والأغذية. يمكن أن تنشأ تلوث مياه الأراضي الجوفية بالزرنيخ من العمليات الجيولوجية الطبيعية بالإضافة إلى المخلفات الصناعية، والممارسات الزراعية مثل استخدام المبيدات، ومياه الصرف الصحي البلدية، ونفايات المنازل. تتمثل إحدى الطرق الصديقة للبيئة والموثوقة لمعالجة هذه المشكلة في تخليق جسيمات النانو المعقدة المعدنية، والتي لها تطبيقات واسعة في مختلف المجالات. ومن التطورات الملحوظة إنشاء مستشعر نانو كروم جديد النوع صمم خصيصًا للكشف عن الزرنيخ. تم إجراء توصيف شامل لهذا المعقد النانوي للكروم باستخدام مجموعة من الأدوات التحليلية بما في ذلك التبعثر الضوئي الديناميكي، وتحليل الجهد الضغطي زيتا، وميكروسكوب المجهر الإلكتروني النافذ، وميكروسكوب المجهر الإلكتروني الماسح، والطيفية بالأشعة تحت الحمراء بالتحويل الفوريير، وقياسات زاوية الاتصال، فضلاً عن تحديد مساحة السطح وحجم المسامات بتقنية براون إيمر تيلر. علاوة على ذلك، قام الباحثون باستكشاف التطبيق العملي لهذا المعقد النانوي للكروم كمستشعر بسيط وفعال من حيث التكلفة وحساس لقياس تردد الرنين البلوري للكشف السريع عن الزرنيخ. باستخدام هذا المستشعر النانوي للكروم، يمكن الكشف بشكل موثوق عن الزرنيخ حتى عند تراكيز منخفضة للغاية تصل إلى 1 جزء في المليون، مع وقت استجابة ملحوظ يبلغ دقيقة واحدة فقط. إضافة إلى ذلك، تم التحقيق بشكل شامل في السمية الخلوية لجسيمات النانو المعقدة للزرنيخ لضمان سلامتها. أثبتت هذه الطريقة المبتكرة فعاليتها وجدواها لتحديد الأيونات الزرنيخية بدقة في عينات من مياه الآبار الجوفية ومياه الفضلات الصناعية.

تم تحديد أصباغ صناعة النسيج كملوثات تسهم في تلويث مياه الصرف الصحي وتشكل تحديات بيئية كبيرة. تستكشف مجال البحوث الناشئ في علم النانوتكنولوجيا بشكل فعال تطوير مستشعرات النانو للعديد من التطبيقات بما في ذلك الكشف عن أنواع مختلفة من أصباغ أزو-السامة في المنتجات الغذائية. يحمل هذا التقدم وعودًا واعدة للمستقبل، إذ تستمر تصاميم مستشعرات النانو الجديدة في الظهور. يقدم المقال الحالي نظرة حديثة على أنواع مختلفة من مستشعرات النانو ودورها الحيوي في تطبيقات الاستشعار. ويركز بشكل خاص على الكشف عن أصباغ أزو-السامة مثل صبغة الميثيلين الزرقاء باستخدام مستشعرات النانو، مسلطاً الضوء على مزاياها مقارنة بتقنيات الاستشعار الأخرى. تعد إحدى التقنيات البارزة لتحديد تراكيز الصبغات هي قياس تردد الرنين البلوري، الذي يستفيد من حساسية تردد البلورة الرنانة العالية. تظهر النتائج التجريبية قدرة طريقة قياس تردد الرنين البلوري على توفير تحليل كمي ونوعي دقيق وفي الوقت الحقيقي للصبغات في مياه الصرف الصحي. علاوة على ذلك، تم تطوير مستشعر نانوي للنحاس الجديد للكشف المقارن عن صبغة الميثيلين الأزرق. تم إجراء توصيف لهذا المعقد النانوي للنحاس باستخدام أدوات تحليلية مختلفة بما في ذلك التبعثر الضوئي الديناميكي وتحليل الجهد الضغطي زيتا وميكروسكوب ال

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.