Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ محدود سی ایس ایس سپورٹ کے ساتھ براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس دوران، مسلسل تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے رینڈر کریں گے۔
ایک ساتھ تین سلائیڈوں کا ایک carousel دکھاتا ہے۔ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے پچھلے اور اگلے بٹنوں کا استعمال کریں، یا ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے آخر میں سلائیڈر بٹن استعمال کریں۔
نینو ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی اور روزمرہ کی ایپلی کیشنز میں اس کے انضمام سے ماحول کو خطرہ لاحق ہو سکتا ہے۔اگرچہ نامیاتی آلودگیوں کے انحطاط کے لیے سبز طریقے اچھی طرح سے قائم ہیں، لیکن غیر نامیاتی کرسٹل لائن آلودگیوں کی بازیابی ان کی بائیو ٹرانسفارمیشن کے لیے کم حساسیت اور حیاتیاتی مواد کے ساتھ مادی سطح کے تعامل کو نہ سمجھنے کی وجہ سے بڑی تشویش کا باعث ہے۔یہاں، ہم سبز مائکروالجی Raphidocelis subcapitata کے ذریعہ 2D سیرامک ​​نانومیٹریلز کے بائیو ریمیڈیشن میکانزم کو ٹریس کرنے کے لیے ایک سادہ شکل پیرامیٹر تجزیہ کے طریقہ کے ساتھ مل کر ایک Nb پر مبنی غیر نامیاتی 2D MXenes ماڈل استعمال کرتے ہیں۔ہم نے پایا کہ سطح سے متعلقہ فزیکو کیمیکل تعاملات کی وجہ سے مائکروالجی Nb پر مبنی MXenes کو کم کر دیتے ہیں۔ابتدائی طور پر، سنگل لیئر اور ملٹی لیئر MXene نینو فلیکس مائکروالجی کی سطح سے منسلک تھے، جس سے طحالب کی افزائش میں کسی حد تک کمی واقع ہوئی۔تاہم، سطح کے ساتھ طویل تعامل کے بعد، مائکروالجی نے MXene نینو فلیکس کو آکسائڈائز کیا اور انہیں مزید گل کر NbO اور Nb2O5 بنا دیا۔چونکہ یہ آکسائیڈز مائکروالجی کے خلیات کے لیے غیر زہریلے ہیں، اس لیے وہ Nb آکسائیڈ نینو پارٹیکلز کو جذب کرنے کے طریقہ کار کے ذریعے استعمال کرتے ہیں جو پانی کے علاج کے 72 گھنٹے کے بعد مائکروالجی کو مزید بحال کرتا ہے۔جذب سے وابستہ غذائی اجزاء کے اثرات سیل کے حجم میں اضافے، ان کی ہموار شکل اور شرح نمو میں تبدیلی سے بھی ظاہر ہوتے ہیں۔ان نتائج کی بنیاد پر، ہم یہ نتیجہ اخذ کرتے ہیں کہ میٹھے پانی کے ماحولیاتی نظام میں Nb-based MXenes کی مختصر اور طویل مدتی موجودگی صرف معمولی ماحولیاتی اثرات کا سبب بن سکتی ہے۔یہ قابل ذکر ہے کہ، ماڈل سسٹم کے طور پر دو جہتی نینو میٹریلز کا استعمال کرتے ہوئے، ہم باریک مواد میں بھی شکل کی تبدیلی کو ٹریک کرنے کے امکان کو ظاہر کرتے ہیں۔مجموعی طور پر، یہ مطالعہ سطح کے تعامل سے متعلق عمل کے بارے میں ایک اہم بنیادی سوال کا جواب دیتا ہے جو 2D نانومیٹریلز کے بائیو میڈیشن میکانزم کو چلاتا ہے اور غیر نامیاتی کرسٹل لائن نینو میٹریلز کے ماحولیاتی اثرات کے مزید قلیل مدتی اور طویل مدتی مطالعے کی بنیاد فراہم کرتا ہے۔
نینو میٹریلز نے اپنی دریافت کے بعد سے بہت زیادہ دلچسپی پیدا کی ہے، اور مختلف نینو ٹیکنالوجیز حال ہی میں جدیدیت کے مرحلے 1 میں داخل ہوئی ہیں۔بدقسمتی سے، روزمرہ کی ایپلی کیشنز میں نینو میٹریلز کا انضمام غلط ڈسپوزل، لاپرواہی سے نمٹنے، یا ناکافی حفاظتی انفراسٹرکچر کی وجہ سے حادثاتی ریلیز کا باعث بن سکتا ہے۔لہذا، یہ سمجھنا مناسب ہے کہ نینو میٹریلز، بشمول دو جہتی (2D) نانو میٹریلز کو قدرتی ماحول میں چھوڑا جا سکتا ہے، جن کے رویے اور حیاتیاتی سرگرمی کو ابھی تک پوری طرح سے سمجھا نہیں گیا ہے۔لہذا، یہ حیرت کی بات نہیں ہے کہ ماحولیاتی تحفظ کے خدشات نے 2D نینو میٹریلز کی آبی نظاموں 2,3,4,5,6 میں لیچ کرنے کی صلاحیت پر توجہ مرکوز کی ہے۔ان ماحولیاتی نظاموں میں، کچھ 2D نینو میٹریل مختلف حیاتیات کے ساتھ مختلف ٹرافک سطحوں پر تعامل کر سکتے ہیں، بشمول مائکروالجی۔
Microalgae قدیم حیاتیات ہیں جو قدرتی طور پر میٹھے پانی اور سمندری ماحولیاتی نظام میں پائے جاتے ہیں جو کہ فتوسنتھیس کے ذریعے مختلف قسم کی کیمیائی مصنوعات تیار کرتے ہیں۔اس طرح، یہ آبی ماحولیاتی نظام 8,9,10,11,12 کے لیے اہم ہیں لیکن یہ حساس، سستے اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے ماحولیاتی اشارے 13,14 بھی ہیں۔چونکہ مائکروالجی خلیے تیزی سے بڑھتے ہیں اور مختلف مرکبات کی موجودگی کا فوری جواب دیتے ہیں، اس لیے وہ نامیاتی مادوں سے آلودہ پانی کے علاج کے لیے ماحول دوست طریقے تیار کرنے کا وعدہ کر رہے ہیں15,16۔
طحالب کے خلیے بایوسورپشن اور جمع 17,18 کے ذریعے پانی سے غیر نامیاتی آئنوں کو نکال سکتے ہیں۔کچھ الگل پرجاتیوں جیسے Chlorella، Anabaena invar، Westiellopsis prolifica، Stigeoclonium tenue اور Synechococcus sp۔یہ زہریلے دھاتی آئنوں جیسے Fe2+، Cu2+، Zn2+ اور Mn2+19 کو لے جانے اور پرورش کرنے کے لیے پایا گیا ہے۔دیگر مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ Cu2+, Cd2+, Ni2+, Zn2+ یا Pb2+ آئن سیل مورفولوجی کو تبدیل کرکے اور ان کے کلوروپلاسٹ 20,21 کو تباہ کرکے Scenedesmus کی نشوونما کو محدود کرتے ہیں۔
نامیاتی آلودگیوں کے گلنے اور بھاری دھات کے آئنوں کو ہٹانے کے سبز طریقوں نے دنیا بھر کے سائنسدانوں اور انجینئروں کی توجہ مبذول کرائی ہے۔یہ بنیادی طور پر اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ ان آلودگیوں کو مائع مرحلے میں آسانی سے پروسس کیا جاتا ہے۔تاہم، غیر نامیاتی کرسٹل کی آلودگی کم پانی میں حل پذیری اور مختلف بائیو ٹرانسفارمیشنز کے لیے کم حساسیت کی خصوصیت رکھتی ہے، جس کی وجہ سے تدارک میں بڑی مشکلات ہوتی ہیں، اور اس علاقے میں بہت کم پیش رفت ہوئی ہے 22,23,24,25,26۔اس طرح، نینو میٹریلز کی مرمت کے لیے ماحول دوست حل کی تلاش ایک پیچیدہ اور غیر دریافت شدہ علاقہ ہے۔2D نینو میٹریلز کے بائیو ٹرانسفارمیشن اثرات کے حوالے سے اعلیٰ درجے کی غیر یقینی صورتحال کی وجہ سے، کمی کے دوران ان کے انحطاط کے ممکنہ راستے تلاش کرنے کا کوئی آسان طریقہ نہیں ہے۔
اس مطالعے میں، ہم نے سبز مائکروالجی کو غیر نامیاتی سیرامک ​​مواد کے لیے ایک فعال آبی حیاتیاتی علاج کے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا، جس کے ساتھ مل کر غیر نامیاتی سیرامک ​​مواد کے نمائندے کے طور پر MXene کے انحطاط کے عمل کی صورتحال کی نگرانی کی۔اصطلاح "MXene" Mn+1XnTx مواد کی سٹوچیومیٹری کی عکاسی کرتی ہے، جہاں M ایک ابتدائی منتقلی دھات ہے، X کاربن اور/یا نائٹروجن ہے، Tx سطح کا ٹرمینیٹر ہے (مثال کے طور پر، -OH، -F، -Cl)، اور n = 1, 2, 3 یا 427.28۔جب سے MXenes کی دریافت Naguib et al.سینسرکس، کینسر تھراپی اور میمبرین فلٹریشن 27,29,30۔اس کے علاوہ، MXenes کو ان کے بہترین کولائیڈیل استحکام اور ممکنہ حیاتیاتی تعاملات 31,32,33,34,35,36 کی وجہ سے ماڈل 2D سسٹم کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔
اس لیے، اس مضمون میں تیار کردہ طریقہ کار اور ہمارے تحقیقی مفروضے شکل 1 میں دکھائے گئے ہیں۔ اس مفروضے کے مطابق، مائکروالجی سطح سے متعلق فزیکو-کیمیائی تعاملات کی وجہ سے Nb-based MXenes کو غیر زہریلے مرکبات میں تبدیل کر دیتے ہیں، جو طحالب کی مزید بحالی کی اجازت دیتا ہے۔اس مفروضے کو جانچنے کے لیے، ابتدائی niobium-based transition metal carbides اور/یا nitrides (MXenes) کے خاندان کے دو ارکان، یعنی Nb2CTx اور Nb4C3TX، کو منتخب کیا گیا۔
سبز مائکروالجی Raphidocelis subcapitata کے ذریعہ MXene کی بازیابی کے لئے تحقیقی طریقہ کار اور ثبوت پر مبنی مفروضے۔براہ کرم نوٹ کریں کہ یہ ثبوت پر مبنی مفروضوں کی صرف ایک منصوبہ بندی کی نمائندگی ہے۔جھیل کا ماحول استعمال شدہ غذائیت کے درمیانے درجے اور حالات (مثلاً، روزانہ کا چکر اور دستیاب ضروری غذائی اجزاء میں حدود) میں مختلف ہے۔BioRender.com کے ساتھ تخلیق کیا گیا۔
لہذا، MXene کو ایک ماڈل سسٹم کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، ہم نے مختلف حیاتیاتی اثرات کے مطالعہ کا دروازہ کھول دیا ہے جن کا مشاہدہ دوسرے روایتی نینو میٹریل کے ساتھ نہیں کیا جا سکتا۔خاص طور پر، ہم دو جہتی نانومیٹریلز، جیسے کہ niobium-based MXenes، کے بائیو ریمیڈیشن کے امکان کو مائیکروالجی Raphidocelis subcapitata کے ذریعے ظاہر کرتے ہیں۔Microalgae Nb-MXenes کو غیر زہریلے آکسائیڈز NbO اور Nb2O5 میں کم کرنے کے قابل ہیں، جو کہ نیوبیم اپٹیک میکانزم کے ذریعے غذائی اجزاء بھی فراہم کرتے ہیں۔مجموعی طور پر، یہ مطالعہ سطحی فزیک کیمیکل تعاملات سے وابستہ عمل کے بارے میں ایک اہم بنیادی سوال کا جواب دیتا ہے جو دو جہتی نانومیٹریلز کے بائیو ریمیڈیشن کے طریقہ کار کو کنٹرول کرتے ہیں۔اس کے علاوہ، ہم 2D نینو میٹریلز کی شکل میں ٹھیک ٹھیک تبدیلیوں کو ٹریک کرنے کے لیے ایک سادہ شکل پیرامیٹر پر مبنی طریقہ تیار کر رہے ہیں۔یہ غیر نامیاتی کرسٹل لائن نینو میٹریلز کے مختلف ماحولیاتی اثرات میں مزید قلیل مدتی اور طویل مدتی تحقیق کو متاثر کرتا ہے۔اس طرح، ہمارا مطالعہ مادی سطح اور حیاتیاتی مواد کے درمیان تعامل کی سمجھ کو بڑھاتا ہے۔ہم میٹھے پانی کے ماحولیاتی نظام پر ان کے ممکنہ اثرات کے وسیع شدہ قلیل مدتی اور طویل مدتی مطالعات کی بنیاد بھی فراہم کر رہے ہیں، جن کی اب آسانی سے تصدیق کی جا سکتی ہے۔
MXenes منفرد اور پرکشش جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کے ساتھ مواد کی ایک دلچسپ کلاس کی نمائندگی کرتے ہیں اور اس وجہ سے بہت سے ممکنہ ایپلی کیشنز.یہ خصوصیات زیادہ تر ان کی سٹوچیومیٹری اور سطح کی کیمسٹری پر منحصر ہیں۔لہذا، ہمارے مطالعے میں، ہم نے دو قسم کے Nb-based hierarchical single-layer (SL) MXenes، Nb2CTx اور Nb4C3TX کی تحقیقات کی، کیونکہ ان نینو میٹریلز کے مختلف حیاتیاتی اثرات دیکھے جا سکتے ہیں۔MXenes ان کے ابتدائی مواد سے جوہری طور پر پتلی MAX-phase A-پرتوں کی اوپر سے نیچے سلیکٹیو اینچنگ کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں۔MAX فیز ٹرانزیشن میٹل کاربائیڈ کے "بانڈڈ" بلاکس اور MnAXn-1 stoichiometry کے ساتھ Al، Si، اور Sn جیسے "A" عناصر کی پتلی تہوں پر مشتمل ایک ٹرنری سیرامک ​​ہے۔ابتدائی MAX مرحلے کی مورفولوجی کا مشاہدہ الیکٹران مائکروسکوپی (SEM) کو اسکین کرکے کیا گیا تھا اور یہ پچھلے مطالعات سے مطابقت رکھتا تھا (دیکھیں ضمنی معلومات، SI، Figure S1)۔ملٹی لیئر (ML) Nb-MXene 48% HF (ہائیڈرو فلورک ایسڈ) کے ساتھ ال پرت کو ہٹانے کے بعد حاصل کیا گیا تھا۔ML-Nb2CTx اور ML-Nb4C3TX کی مورفولوجی کی جانچ الیکٹران مائکروسکوپی (SEM) (بالترتیب S1c اور S1d) کی سکیننگ کے ذریعے کی گئی تھی اور ایک عام پرتوں والی MXene مورفولوجی کا مشاہدہ کیا گیا تھا، جیسا کہ دو جہتی نینو فلیکس لمبے لمبے پوز سے گزرتے ہیں۔دونوں Nb-MXenes MXene کے مراحل کے ساتھ بہت زیادہ مشترک ہیں جو پہلے ایسڈ اینچنگ 27,38 کے ذریعے ترکیب کیے گئے تھے۔MXene کی ساخت کی تصدیق کرنے کے بعد، ہم نے اسے tetrabutylammonium hydroxide (TBAOH) کے انٹرکلیشن کے ذریعے تہہ کیا اور اس کے بعد واشنگ اور سونیکیشن، جس کے بعد ہم نے سنگل لیئر یا لو لیئر (SL) 2D Nb-MXene nanoflakes حاصل کیے۔
ہم نے ایچنگ اور مزید چھیلنے کی کارکردگی کو جانچنے کے لیے ہائی ریزولیوشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی (HRTEM) اور ایکس رے ڈفریکشن (XRD) کا استعمال کیا۔Inverse Fast Forier Transform (IFFT) اور Fast Fourier Transform (FFT) کا استعمال کرتے ہوئے پروسیس کیے گئے HRTEM کے نتائج تصویر 2 میں دکھائے گئے ہیں۔ Nb-MXene nanoflakes کو ایٹم پرت کی ساخت کو جانچنے اور انٹرپلنر فاصلوں کی پیمائش کرنے کے لیے اورینٹڈ ایج اپ کیا گیا تھا۔MXene Nb2CTx اور Nb4C3TX نانو فلیکس کی HRTEM تصاویر نے ان کی جوہری طور پر پتلی تہوں والی نوعیت کا انکشاف کیا (دیکھیں تصویر 2a1، a2)، جیسا کہ پہلے Naguib et al.27 اور Jastrzębska et al.38 نے رپورٹ کیا تھا۔دو ملحقہ Nb2CTx اور Nb4C3Tx monolayers کے لیے، ہم نے بالترتیب 0.74 اور 1.54 nm کے انٹرلیئر فاصلوں کا تعین کیا (تصویر 2b1,b2)، جو ہمارے پچھلے نتائج سے بھی اتفاق کرتا ہے۔اس کی مزید تصدیق الٹا فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (تصویر 2c1, c2) اور فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (تصویر 2d1, d2) سے ہوئی جو Nb2CTx اور Nb4C3Tx monolayers کے درمیان فاصلے کو ظاہر کرتی ہے۔تصویر میں نیبیم اور کاربن ایٹموں کے مطابق روشنی اور گہرے بینڈوں کا ردوبدل دکھایا گیا ہے، جو مطالعہ شدہ MXenes کی تہہ دار نوعیت کی تصدیق کرتا ہے۔یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ Nb2CTx اور Nb4C3Tx (اعداد و شمار S2a اور S2b) کے لیے حاصل کردہ توانائی کے منتشر ایکس رے سپیکٹروسکوپی (EDX) سپیکٹرا نے اصل MAX مرحلے کی کوئی باقیات نہیں دکھائی، کیونکہ کسی بھی ال چوٹی کا پتہ نہیں چلا۔
SL Nb2CTx اور Nb4C3Tx MXene nanoflakes کی خصوصیات، بشمول (a) ہائی ریزولوشن الیکٹران مائیکروسکوپی (HRTEM) سائیڈ ویو 2D nanoflake امیجنگ اور متعلقہ، (b) شدت کا موڈ، (c) الٹا فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (IFFT)، (d) فاسٹ فوئیر پیٹرن (ایکس ایف ٹی ایم ایکس ایکس) ایکس ایف ایم ایکس ایکس ایکس این ایم ایکس ایکس پیٹرن۔SL 2D Nb2CTx کے لیے، اعداد کو بطور (a1, b1, c1, d1, e1) ظاہر کیا گیا ہے۔SL 2D Nb4C3Tx کے لیے، نمبرز کو بطور (a2, b2, c2, d2, e1) ظاہر کیا گیا ہے۔
SL Nb2CTx اور Nb4C3Tx MXenes کے ایکس رے پھیلاؤ کی پیمائش انجیر میں دکھائی گئی ہے۔بالترتیب 2e1 اور e2۔4.31 اور 4.32 پر چوٹیاں (002) بالترتیب پہلے بیان کردہ پرتوں والے MXenes Nb2CTx اور Nb4C3TX38,39,40,41 کے مساوی ہیں۔XRD کے نتائج کچھ بقایا ML ڈھانچے اور MAX مراحل کی موجودگی کی بھی نشاندہی کرتے ہیں، لیکن زیادہ تر XRD پیٹرن SL Nb4C3Tx (تصویر 2e2) سے وابستہ ہیں۔MAX مرحلے کے چھوٹے ذرات کی موجودگی تصادفی طور پر اسٹیک شدہ Nb4C3Tx تہوں کے مقابلے میں مضبوط MAX چوٹی کی وضاحت کر سکتی ہے۔
مزید تحقیق نے R. subcapitata پرجاتیوں سے تعلق رکھنے والے سبز مائکروالجی پر توجہ مرکوز کی ہے۔ہم نے مائکروالجی کا انتخاب کیا کیونکہ وہ اہم پروڈیوسر ہیں جو کھانے کے بڑے جالوں میں شامل ہیں42۔وہ زہریلے مادوں کو ہٹانے کی صلاحیت کی وجہ سے زہریلے پن کے بہترین اشارے میں سے ایک ہیں جو فوڈ چین کی اعلی سطح تک لے جایا جاتا ہے۔مزید برآں، R. subcapitata پر تحقیق SL Nb-MXenes کے عام میٹھے پانی کے مائکروجنزموں کے حادثاتی زہریلے پن پر روشنی ڈال سکتی ہے۔اس کی وضاحت کرنے کے لیے، محققین نے قیاس کیا کہ ہر مائکروب ماحول میں موجود زہریلے مرکبات کے لیے مختلف حساسیت رکھتا ہے۔زیادہ تر جانداروں کے لیے، مادوں کی کم ارتکاز ان کی نشوونما کو متاثر نہیں کرتی، جب کہ ایک خاص حد سے زیادہ ارتکاز انھیں روک سکتا ہے یا موت کا سبب بھی بن سکتا ہے۔لہذا، مائکروالجی اور MXenes کے درمیان سطحی تعامل اور اس سے منسلک بحالی کے ہمارے مطالعے کے لیے، ہم نے Nb-MXenes کے بے ضرر اور زہریلے ارتکاز کو جانچنے کا فیصلہ کیا۔ایسا کرنے کے لیے، ہم نے 0 (حوالہ کے طور پر)، 0.01، 0.1 اور 10 mg l-1 MXene کی جانچ کی اور اس کے علاوہ MXene (100 mg l-1 MXene) کے بہت زیادہ ارتکاز کے ساتھ متاثرہ مائکروالجی کا تجربہ کیا، جو انتہائی اور مہلک ہو سکتا ہے۔.کسی بھی حیاتیاتی ماحول کے لیے۔
مائکروالجی پر SL Nb-MXenes کے اثرات کو شکل 3 میں دکھایا گیا ہے، جس کا اظہار ترقی کے فروغ (+) یا روکنا (-) کے 0 mg l-1 نمونوں کے لیے ماپا گیا ہے۔مقابلے کے لیے، Nb-MAX مرحلے اور ML Nb-MXenes کا بھی تجربہ کیا گیا اور نتائج SI میں دکھائے گئے ہیں (تصویر S3 دیکھیں)۔حاصل کردہ نتائج نے اس بات کی تصدیق کی کہ SL Nb-MXenes 0.01 سے 10 mg/l تک کم ارتکاز کی حد میں زہریلے پن سے تقریباً مکمل طور پر خالی ہے، جیسا کہ تصویر 3a،b میں دکھایا گیا ہے۔Nb2CTx کے معاملے میں، ہم نے مخصوص رینج میں 5% سے زیادہ ایکوٹوکسیٹی نہیں دیکھی۔
SL (a) Nb2CTx اور (b) Nb4C3TX MXene کی موجودگی میں مائکروالجی کی نشوونما کا محرک (+) یا روکنا (-)۔MXene-microalgae کے تعامل کے 24، 48 اور 72 گھنٹے کا تجزیہ کیا گیا۔ اہم ڈیٹا (ٹی ٹیسٹ، پی <0.05) کو ستارے (*) سے نشان زد کیا گیا تھا۔ اہم ڈیٹا (ٹی ٹیسٹ، پی <0.05) کو ستارے (*) سے نشان زد کیا گیا تھا۔ Значимые данные (t-критерий, p <0,05) отмечены звездочкой (*)۔ اہم ڈیٹا (ٹی ٹیسٹ، پی <0.05) کو ستارے (*) سے نشان زد کیا گیا ہے۔重要数据（t 检验，p <0.05）用星号(*) 标记.重要数据（t 检验，p <0.05）用星号(*) 标记. Важные данные (t-test, p <0,05) отмечены звездочкой (*)۔ اہم ڈیٹا (ٹی ٹیسٹ، پی <0.05) کو ستارے (*) سے نشان زد کیا گیا ہے۔سرخ تیر روکنے والے محرک کے خاتمے کی نشاندہی کرتے ہیں۔
دوسری طرف، Nb4C3TX کی کم ارتکاز قدرے زیادہ زہریلے نکلے، لیکن 7% سے زیادہ نہیں۔جیسا کہ توقع کی گئی تھی، ہم نے مشاہدہ کیا کہ MXenes میں 100mg L-1 میں زیادہ زہریلا اور مائکروالجی کی نمو کی روک تھام تھی۔دلچسپ بات یہ ہے کہ، کسی بھی مواد نے MAX یا ML نمونوں کے مقابلے میں زہریلے/زہریلے اثرات کا یکساں رجحان اور وقت پر انحصار نہیں دکھایا (تفصیلات کے لیے SI دیکھیں)۔جب کہ MAX مرحلے کے لیے (تصویر S3 دیکھیں) زہریلا تقریباً 15-25% تک پہنچ گیا اور وقت کے ساتھ ساتھ اس میں اضافہ ہوا، SL Nb2CTx اور Nb4C3TX MXene کے لیے الٹا رجحان دیکھا گیا۔وقت کے ساتھ ساتھ مائکروالجی کی افزائش کی روک تھام میں کمی واقع ہوئی۔یہ 24 گھنٹے کے بعد تقریباً 17% تک پہنچ گیا اور 72 گھنٹے کے بعد 5% سے بھی کم رہ گیا (تصویر 3a، b، بالترتیب)۔
مزید اہم بات یہ ہے کہ SL Nb4C3TX کے لیے، مائکروالجی کی نشوونما کی روک تھام 24 گھنٹے کے بعد تقریباً 27% تک پہنچ گئی، لیکن 72 گھنٹے کے بعد یہ کم ہو کر تقریباً 1% رہ گئی۔لہذا، ہم نے مشاہدہ شدہ اثر کو محرک کی الٹا روک کے طور پر لیبل کیا، اور اثر SL Nb4C3TX MXene کے لیے زیادہ مضبوط تھا۔SL Nb2CTx MXene کے مقابلے میں مائکروالجی کی نشوونما کا محرک پہلے Nb4C3TX (24 گھنٹے کے لیے 10 mg L-1 پر تعامل) کے ساتھ نوٹ کیا گیا تھا۔بایوماس دگنا شرح وکر میں روکنا-محرک الٹ اثر بھی اچھی طرح سے دکھایا گیا تھا (تفصیلات کے لیے تصویر S4 دیکھیں)۔اب تک، صرف Ti3C2TX MXene کے ماحولیات کا مختلف طریقوں سے مطالعہ کیا گیا ہے۔یہ زیبرا فش ایمبریو 44 کے لیے زہریلا نہیں ہے لیکن مائیکرو ایلگی ڈیسموڈیسمس کواڈریکاؤڈا اور سورگم سیکریٹم پلانٹس کے لیے اعتدال سے ماحولیاتی زہریلا ہے۔مخصوص اثرات کی دیگر مثالوں میں عام سیل لائنوں کی نسبت کینسر سیل لائنوں میں زیادہ زہریلا ہونا شامل ہے46,47۔یہ فرض کیا جا سکتا ہے کہ ٹیسٹ کے حالات Nb-MXenes کی موجودگی میں مشاہدہ شدہ مائکروالجی کی ترقی میں تبدیلیوں کو متاثر کریں گے۔مثال کے طور پر، کلوروپلاسٹ اسٹروما میں تقریباً 8 کا پی ایچ RuBisCO انزائم کے موثر آپریشن کے لیے بہترین ہے۔لہذا، pH تبدیلیاں فوٹو سنتھیسز کی شرح کو منفی طور پر متاثر کرتی ہیں 48,49۔تاہم، ہم نے تجربے کے دوران پی ایچ میں اہم تبدیلیوں کا مشاہدہ نہیں کیا (تفصیلات کے لیے SI، تصویر S5 دیکھیں)۔عام طور پر، Nb-MXenes کے ساتھ مائکروالجی کی ثقافتوں نے وقت کے ساتھ محلول کی pH کو قدرے کم کیا۔تاہم، یہ کمی خالص میڈیم کے پی ایچ میں تبدیلی کے مترادف تھی۔اس کے علاوہ، پائے جانے والے تغیرات کی حد مائیکروالجی (کنٹرول نمونہ) کی خالص ثقافت کے لیے ماپا جانے والی مختلف قسم کی تھی۔اس طرح، ہم یہ نتیجہ اخذ کرتے ہیں کہ فوٹو سنتھیس وقت کے ساتھ پی ایچ میں ہونے والی تبدیلیوں سے متاثر نہیں ہوتا ہے۔
اس کے علاوہ، ترکیب شدہ MXenes کی سطح کے اختتام ہوتے ہیں (Tx کے طور پر اشارہ کیا جاتا ہے)۔یہ بنیادی طور پر فعال گروپ ہیں -O، -F اور -OH۔تاہم، سطح کی کیمسٹری کا تعلق براہ راست ترکیب کے طریقہ کار سے ہے۔یہ گروپس سطح پر تصادفی طور پر تقسیم کیے جانے کے لیے جانے جاتے ہیں، جس سے MXene50 کی خصوصیات پر ان کے اثر کا اندازہ لگانا مشکل ہو جاتا ہے۔یہ دلیل دی جا سکتی ہے کہ Tx روشنی کے ذریعے نیبیم کے آکسیکرن کے لیے اتپریرک قوت ہو سکتی ہے۔سرفیس فنکشنل گروپ درحقیقت ہیٹروجنکشنز 51 بنانے کے لیے اپنے بنیادی فوٹوکاٹیلسٹس کے لیے متعدد اینکرنگ سائٹس فراہم کرتے ہیں۔تاہم، گروتھ میڈیم کمپوزیشن نے ایک موثر فوٹوکاٹیلسٹ فراہم نہیں کیا (تفصیلی میڈیم کمپوزیشن SI ٹیبل S6 میں پایا جا سکتا ہے)۔اس کے علاوہ، سطح کی کوئی بھی تبدیلی بھی بہت اہم ہے، کیونکہ پرت کے بعد کی پروسیسنگ، آکسیڈیشن، نامیاتی اور غیر نامیاتی مرکبات کی کیمیائی سطح میں تبدیلی 52,53,54,55,56 یا سرفیس چارج انجینئرنگ کی وجہ سے MXenes کی حیاتیاتی سرگرمی کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔لہذا، یہ جانچنے کے لیے کہ آیا نیبیم آکسائیڈ کا درمیانے درجے میں مادی عدم استحکام سے کوئی تعلق ہے، ہم نے مائیکروالجی گروتھ میڈیم اور ڈیونائزڈ پانی (موازنہ کے لیے) میں زیٹا (ζ) کی صلاحیت کا مطالعہ کیا۔ہمارے نتائج ظاہر کرتے ہیں کہ SL Nb-MXenes کافی مستحکم ہیں (MAX اور ML کے نتائج کے لیے SI Fig. S6 دیکھیں)۔SL MXenes کی زیٹا صلاحیت تقریبا -10 mV ہے۔SR Nb2CTx کے معاملے میں، ζ کی قدر Nb4C3Tx کے مقابلے میں کچھ زیادہ منفی ہے۔ζ قدر میں اس طرح کی تبدیلی اس بات کی نشاندہی کر سکتی ہے کہ منفی چارج شدہ MXene nanoflakes کی سطح کلچر میڈیم سے مثبت چارج شدہ آئنوں کو جذب کرتی ہے۔کلچر میڈیم میں زیٹا پوٹینشل اور Nb-MXenes کی چالکتا کی وقتی پیمائش (مزید تفصیلات کے لیے SI میں اعداد و شمار S7 اور S8 دیکھیں) ہمارے مفروضے کی تائید کرتے نظر آتے ہیں۔
تاہم، دونوں Nb-MXene SLs نے صفر سے کم سے کم تبدیلیاں دکھائیں۔یہ واضح طور پر مائکروالجی گروتھ میڈیم میں ان کے استحکام کو ظاہر کرتا ہے۔اس کے علاوہ، ہم نے اندازہ لگایا کہ آیا ہمارے سبز مائکروالجی کی موجودگی درمیانے درجے میں Nb-MXenes کے استحکام کو متاثر کرے گی۔غذائی ذرائع ابلاغ اور ثقافت میں مائکروالجی کے ساتھ تعامل کے بعد MXenes کی زیٹا صلاحیت اور چالکتا کے نتائج SI (اعداد و شمار S9 اور S10) میں مل سکتے ہیں۔دلچسپ بات یہ ہے کہ ہم نے دیکھا کہ مائکروالجی کی موجودگی دونوں MXenes کے پھیلاؤ کو مستحکم کرتی نظر آتی ہے۔Nb2CTx SL کے معاملے میں، زیٹا پوٹینشل وقت کے ساتھ ساتھ قدرے کم ہو کر مزید منفی قدروں (-15.8 بمقابلہ -19.1 mV انکیوبیشن کے 72 گھنٹے بعد) تک پہنچ گیا۔SL Nb4C3TX کی زیٹا صلاحیت میں قدرے اضافہ ہوا، لیکن 72 گھنٹے کے بعد بھی اس نے مائکروالجی (-18.1 بمقابلہ -9.1 mV) کی موجودگی کے بغیر نینو فلیکس سے زیادہ استحکام ظاہر کیا۔
ہمیں مائکروالجی کی موجودگی میں انکیوبیٹڈ Nb-MXene سلوشنز کی کم چالکتا بھی ملی، جو غذائیت کے درمیانے درجے میں آئنوں کی کم مقدار کی نشاندہی کرتی ہے۔خاص طور پر، پانی میں MXenes کی عدم استحکام بنیادی طور پر سطح کے آکسیکرن کی وجہ سے ہے۔لہذا، ہمیں شبہ ہے کہ سبز مائکروالجی نے کسی طرح Nb-MXene کی سطح پر بننے والے آکسائڈز کو صاف کیا اور یہاں تک کہ ان کی موجودگی (MXene کے آکسیڈیشن) کو روک دیا۔یہ مائکروالجی کے ذریعے جذب ہونے والے مادوں کی اقسام کا مطالعہ کرکے دیکھا جا سکتا ہے۔
جب کہ ہمارے ماحولیاتی مطالعات نے اشارہ کیا کہ مائکروالجی وقت کے ساتھ ساتھ Nb-MXenes کے زہریلے پن اور حوصلہ افزا نمو کی غیر معمولی روک تھام پر قابو پانے کے قابل تھے، ہمارے مطالعے کا مقصد کارروائی کے ممکنہ میکانزم کی چھان بین کرنا تھا۔جب حیاتیات جیسے کہ طحالب اپنے ماحولیاتی نظام سے ناواقف مرکبات یا مواد کے سامنے آتے ہیں، تو وہ مختلف طریقوں سے رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں58,59۔زہریلے دھاتی آکسائیڈ کی غیر موجودگی میں، مائکروالجی خود کو کھانا کھلا سکتے ہیں، جس سے وہ مسلسل بڑھ سکتے ہیں 60۔زہریلے مادوں کے ادخال کے بعد، دفاعی طریقہ کار چالو ہو سکتے ہیں، جیسے شکل یا شکل بدلنا۔جذب کے امکان کو بھی 58,59 سمجھا جانا چاہیے۔خاص طور پر، دفاعی طریقہ کار کا کوئی بھی نشان ٹیسٹ کمپاؤنڈ کے زہریلے ہونے کا واضح اشارہ ہے۔لہذا، اپنے مزید کام میں، ہم نے SEM کے ذریعے SL Nb-MXene nanoflakes اور microalgae کے درمیان ممکنہ سطح کے تعامل اور X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) کے ذریعے Nb-based MXene کے ممکنہ جذب کی چھان بین کی۔نوٹ کریں کہ SEM اور XRF کے تجزیے صرف MXene کی اعلی ترین حراستی پر کیے گئے تھے تاکہ سرگرمی کے زہریلے مسائل کو حل کیا جا سکے۔
SEM کے نتائج تصویر 4 میں دکھائے گئے ہیں۔غیر علاج شدہ مائکروالجی خلیات (تصویر 4a، حوالہ نمونہ دیکھیں) واضح طور پر عام R. ذیلی کیپیٹاٹا مورفولوجی اور کروسینٹ نما سیل کی شکل کو ظاہر کرتے ہیں۔خلیے چپٹے اور کسی حد تک غیر منظم دکھائی دیتے ہیں۔کچھ مائکروالجی خلیات ایک دوسرے کے ساتھ اوورلیپ اور الجھ گئے، لیکن یہ شاید نمونے کی تیاری کے عمل کی وجہ سے ہوا تھا۔عام طور پر، خالص مائکروالجی خلیوں کی سطح ہموار ہوتی تھی اور اس میں کوئی شکلیاتی تبدیلیاں نہیں دکھائی دیتی تھیں۔
انتہائی ارتکاز (100 mg L-1) پر 72 گھنٹے کے تعامل کے بعد سبز مائکروالجی اور MXene nanosheets کے درمیان سطح کے تعامل کو ظاہر کرنے والی SEM تصاویر۔(a) SL (b) Nb2CTx اور (c) Nb4C3TX MXenes کے ساتھ تعامل کے بعد غیر علاج شدہ سبز مائکروالجی۔نوٹ کریں کہ Nb-MXene nanoflakes سرخ تیروں سے نشان زد ہیں۔موازنہ کے لیے آپٹیکل مائکروسکوپ سے تصویریں بھی شامل کی جاتی ہیں۔
اس کے برعکس، SL Nb-MXene nanoflakes کے ذریعے جذب ہونے والے مائکروالجی سیلز کو نقصان پہنچا (دیکھیں تصویر 4b، c، سرخ تیر)۔Nb2CTx MXene (تصویر 4b) کے معاملے میں، مائکروالجی منسلک دو جہتی نانوسکلز کے ساتھ بڑھتے ہیں، جو ان کی شکل کو تبدیل کر سکتے ہیں۔خاص طور پر، ہم نے ان تبدیلیوں کو لائٹ مائکروسکوپی کے تحت بھی دیکھا (تفصیلات کے لیے SI Figure S11 دیکھیں)۔اس مورفولوجیکل منتقلی کی مائکروالجی کی فزیالوجی میں ایک قابل فہم بنیاد ہے اور ان کی سیل کی شکل کو تبدیل کرکے اپنا دفاع کرنے کی صلاحیت ہے، جیسے سیل کا حجم بڑھانا۔لہذا، یہ ضروری ہے کہ مائکروالجی خلیوں کی تعداد کی جانچ کی جائے جو اصل میں Nb-MXenes کے ساتھ رابطے میں ہیں۔SEM مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ تقریبا 52٪ مائکروالجی خلیات Nb-MXenes کے سامنے آئے تھے، جبکہ ان مائکروالجی خلیوں میں سے 48٪ نے رابطے سے گریز کیا تھا۔SL Nb4C3Tx MXene کے لیے، microalgae MXene کے ساتھ رابطے سے بچنے کی کوشش کرتے ہیں، اس طرح دو جہتی نانوسکلز (تصویر 4c) سے مقامی اور بڑھتے ہیں۔تاہم، ہم نے مائکروالجی خلیوں میں نانوسکلز کے دخول اور ان کے نقصان کا مشاہدہ نہیں کیا۔
سیل کی سطح پر ذرات کے جذب ہونے اور نام نہاد شیڈنگ (شیڈنگ) اثر62 کی وجہ سے فوٹو سنتھیسس کی رکاوٹ کے لیے خود کو محفوظ کرنا بھی وقت پر منحصر ردعمل کا رویہ ہے۔یہ واضح ہے کہ ہر چیز (مثال کے طور پر، Nb-MXene nanoflakes) جو مائکروالجی اور روشنی کے منبع کے درمیان ہے کلوروپلاسٹ کے ذریعے جذب ہونے والی روشنی کی مقدار کو محدود کرتی ہے۔تاہم، ہمیں اس میں کوئی شک نہیں ہے کہ اس کا حاصل کردہ نتائج پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔جیسا کہ ہمارے مائیکروسکوپک مشاہدات سے دکھایا گیا ہے، 2D نینو فلیکس کو مکمل طور پر لپیٹ یا مائکروالجی کی سطح پر نہیں لگایا گیا تھا، یہاں تک کہ جب مائکروالجی خلیات Nb-MXenes کے ساتھ رابطے میں تھے۔اس کے بجائے، نینو فلیکس ان کی سطح کو ڈھانپے بغیر مائیکروالجی خلیات پر مبنی نکلے۔نینو فلیکس / مائکروالجی کا ایسا مجموعہ مائکروالجی خلیوں کے ذریعہ جذب ہونے والی روشنی کی مقدار کو نمایاں طور پر محدود نہیں کرسکتا ہے۔مزید برآں، کچھ مطالعات نے دو جہتی نانومیٹیریلز63,64,65,66 کی موجودگی میں فتوسنتھیٹک جانداروں کے ذریعے روشنی جذب کرنے میں بہتری کا بھی مظاہرہ کیا ہے۔
چونکہ SEM امیجز مائکروالجی سیلز کے ذریعے نیبیم کے اخراج کی براہ راست تصدیق نہیں کر سکتیں، اس لیے ہمارا مزید مطالعہ اس مسئلے کو واضح کرنے کے لیے ایکس رے فلوروسینس (XRF) اور ایکس رے فوٹو الیکٹران اسپیکٹروسکوپی (XPS) تجزیہ کی طرف متوجہ ہوا۔لہذا، ہم نے حوالہ مائکروالجی نمونوں کی Nb چوٹیوں کی شدت کا موازنہ کیا جو MXenes کے ساتھ تعامل نہیں کرتے تھے، MXene nanoflakes مائکروالجی خلیوں کی سطح سے الگ ہوتے ہیں، اور منسلک MXenes کو ہٹانے کے بعد مائکروالگل سیلز۔یہ بات قابل غور ہے کہ اگر کوئی Nb اپٹیک نہیں ہے تو، منسلک نانوسکلز کو ہٹانے کے بعد مائکروالجی خلیوں کے ذریعہ حاصل کردہ Nb کی قدر صفر ہونی چاہئے۔لہذا، اگر Nb اپٹیک ہوتا ہے، تو XRF اور XPS دونوں کے نتائج کو واضح Nb چوٹی دکھانی چاہیے۔
XRF سپیکٹرا کے معاملے میں، مائکروالجی کے نمونوں نے SL Nb2CTx اور Nb4C3Tx MXene کے لیے SL Nb2CTx اور Nb4C3Tx MXene کے ساتھ تعامل کے بعد Nb چوٹیوں کو دکھایا (تصویر 5a دیکھیں، یہ بھی نوٹ کریں کہ MAX اور ML MXenes کے نتائج S712-SIgs میں دکھائے گئے ہیں)۔دلچسپ بات یہ ہے کہ Nb چوٹی کی شدت دونوں صورتوں میں یکساں ہے (تصویر 5a میں سرخ سلاخیں)۔اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ طحالب زیادہ Nb جذب نہیں کر سکتا، اور خلیات میں Nb جمع کرنے کی زیادہ سے زیادہ صلاحیت حاصل کی گئی، حالانکہ دو گنا زیادہ Nb4C3Tx MXene مائکروالجی سیلز سے منسلک تھے (تصویر 5a میں نیلی سلاخیں)۔خاص طور پر، مائکروالجی کی دھاتوں کو جذب کرنے کی صلاحیت کا انحصار ماحول میں دھاتی آکسائیڈز کے ارتکاز پر ہے67,68۔شمشادہ وغیرہ نے پایا کہ میٹھے پانی کے طحالب کی جذب کرنے کی صلاحیت بڑھتی ہوئی پی ایچ کے ساتھ کم ہو جاتی ہے۔Raize et al.68 نے نوٹ کیا کہ سمندری سوار کی دھاتوں کو جذب کرنے کی صلاحیت Pb2+ کے لیے Ni2+ کے مقابلے میں تقریباً 25% زیادہ تھی۔
(a) 72 گھنٹے تک SL Nb-MXenes (100 mg L-1) کے انتہائی ارتکاز میں انکیوبیٹڈ سبز مائکروالجی خلیوں کے ذریعہ بیسل Nb لینے کے XRF نتائج۔نتائج خالص مائکروالجی خلیوں میں α کی موجودگی کو ظاہر کرتے ہیں (کنٹرول نمونہ، سرمئی کالم)، سطح کے مائکروالجی خلیوں (نیلے کالم) سے الگ تھلگ 2D نانو فلیکس، اور سطح سے 2D نانو فلیکس (سرخ کالم) سے علیحدگی کے بعد مائکروالجی خلیات۔عنصری Nb کی مقدار، (b) مائکروالجی نامیاتی اجزاء کی کیمیائی ساخت کا فیصد (C=O اور CHx/C–O) اور SL Nb-MXenes کے ساتھ انکیوبیشن کے بعد مائکروالجی خلیوں میں موجود Nb آکسائڈز، (c–e) XPS SL کی ساختی چوٹی کی فٹنگ اور Nb2CTbx4 اسپیکٹ (Microalgae) کی اندرونی چوٹی کی فٹنگ۔ gae خلیات.
لہذا، ہم نے توقع کی کہ Nb کو آکسائڈ کی شکل میں الگل سیلز کے ذریعے جذب کیا جا سکتا ہے۔اس کی جانچ کرنے کے لیے، ہم نے MXenes Nb2CTx اور Nb4C3TX اور طحالب کے خلیوں پر XPS مطالعہ کیا۔طحالب کے خلیوں سے الگ تھلگ Nb-MXenes اور MXenes کے ساتھ مائکروالجی کے تعامل کے نتائج انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔5bجیسا کہ توقع کی گئی ہے، ہم نے مائکروالجی کی سطح سے MXene کو ہٹانے کے بعد مائکروالجی کے نمونوں میں Nb 3d چوٹیوں کا پتہ لگایا۔C=O، CHx/CO، اور Nb آکسائیڈز کے مقداری تعین کا حساب Nb2CTx SL (تصویر 5c–e) اور Nb4C3Tx SL (تصویر 5c–e) کے ساتھ حاصل کردہ Nb 3d، O 1s، اور C 1s سپیکٹرا کی بنیاد پر کیا گیا۔) incubated microalgae سے حاصل کیا.شکل 5f–h) MXenes۔جدول S1-3 چوٹی کے پیرامیٹرز اور فٹ ہونے کے نتیجے میں مجموعی کیمسٹری کی تفصیلات دکھاتا ہے۔یہ قابل ذکر ہے کہ Nb2CTx SL اور Nb4C3Tx SL (تصویر 5c، f) کے Nb 3d علاقے ایک Nb2O5 جزو سے مماثل ہیں۔یہاں، ہمیں سپیکٹرا میں MXene سے متعلق کوئی چوٹی نہیں ملی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ مائکروالجی خلیے صرف Nb کی آکسائیڈ شکل کو جذب کرتے ہیں۔اس کے علاوہ، ہم نے C–C، CHx/C–O، C=O، اور –COOH اجزاء کے ساتھ C 1 s سپیکٹرم کا تخمینہ لگایا۔ہم نے CHx/C–O اور C=O چوٹیوں کو مائکروالجی خلیوں کی نامیاتی شراکت کے لئے تفویض کیا۔یہ نامیاتی اجزاء Nb2CTx SL اور Nb4C3TX SL میں بالترتیب 36% اور 41% C 1s چوٹیوں پر مشتمل ہیں۔اس کے بعد ہم نے SL Nb2CTx اور SL Nb4C3TX کے O 1s سپیکٹرا کو Nb2O5، مائکروالجی (CHx/CO) کے نامیاتی اجزاء، اور سطح جذب شدہ پانی کے ساتھ لگایا۔
آخر میں، XPS کے نتائج نے واضح طور پر Nb کی شکل کی نشاندہی کی، نہ صرف اس کی موجودگی۔Nb 3d سگنل کی پوزیشن اور deconvolution کے نتائج کے مطابق، ہم تصدیق کرتے ہیں کہ Nb صرف آکسائیڈ کی شکل میں جذب ہوتا ہے نہ کہ خود آئنز یا MXene۔اس کے علاوہ، XPS کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ SL Nb4C3TX MXene کے مقابلے میں مائکروالجی سیلز SL Nb2CTx سے Nb آکسائیڈ لینے کی زیادہ صلاحیت رکھتے ہیں۔
اگرچہ ہمارے Nb اپٹیک کے نتائج متاثر کن ہیں اور ہمیں MXene کے انحطاط کی نشاندہی کرنے کی اجازت دیتے ہیں، لیکن 2D نینو فلیکس میں متعلقہ مورفولوجیکل تبدیلیوں کو ٹریک کرنے کے لیے کوئی طریقہ دستیاب نہیں ہے۔لہذا، ہم نے ایک مناسب طریقہ تیار کرنے کا بھی فیصلہ کیا جو 2D Nb-MXene nanoflakes اور microalgae خلیوں میں ہونے والی کسی بھی تبدیلی کا براہ راست جواب دے سکے۔یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ ہم فرض کرتے ہیں کہ اگر تعامل کرنے والی نوع کسی تبدیلی، سڑن یا ڈیفراگمنٹیشن سے گزرتی ہے، تو یہ شکل کے پیرامیٹرز میں تبدیلی کے طور پر خود کو تیزی سے ظاہر کرے گا، جیسے کہ مساوی سرکلر ایریا کا قطر، گول پن، فیریٹ چوڑائی، یا فیریٹ لمبائی۔چونکہ یہ پیرامیٹرز لمبے ذرات یا دو جہتی نینو فلیکس کی وضاحت کے لیے موزوں ہیں، اس لیے متحرک ذرہ کی شکل کے تجزیہ کے ذریعے ان کا ٹریکنگ ہمیں کمی کے دوران SL Nb-MXene nanoflakes کی شکلیاتی تبدیلی کے بارے میں قیمتی معلومات فراہم کرے گا۔
حاصل کردہ نتائج شکل 6 میں دکھائے گئے ہیں۔ موازنہ کے لیے، ہم نے اصل MAX مرحلے اور ML-MXenes کا بھی تجربہ کیا (SI اعداد و شمار S18 اور S19 دیکھیں)۔ذرہ کی شکل کے متحرک تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ دو Nb-MXene SLs کے تمام شکل کے پیرامیٹرز مائکروالجی کے ساتھ تعامل کے بعد نمایاں طور پر بدل گئے ہیں۔جیسا کہ مساوی سرکلر ایریا ڈائی میٹر پیرامیٹر (تصویر 6a، b) سے دکھایا گیا ہے، بڑے نینو فلیکس کے حصے کی چوٹی کی شدت میں کمی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ وہ چھوٹے ٹکڑوں میں سڑنے کا رجحان رکھتے ہیں۔انجیر پر۔6c، d فلیکس کے ٹرانسورس سائز (نینو فلیکس کی لمبائی) سے وابستہ چوٹیوں میں کمی کو ظاہر کرتا ہے، جو 2D نینو فلیکس کی زیادہ ذرہ نما شکل میں تبدیلی کی نشاندہی کرتا ہے۔شکل 6e-h بالترتیب فیریٹ کی چوڑائی اور لمبائی دکھا رہی ہے۔فیریٹ چوڑائی اور لمبائی تکمیلی پیرامیٹرز ہیں اور اس لیے ان پر ایک ساتھ غور کیا جانا چاہیے۔مائکروالجی کی موجودگی میں 2D Nb-MXene nanoflakes کے انکیوبیشن کے بعد، ان کی فیریٹ ارتباط کی چوٹیوں میں تبدیلی آئی اور ان کی شدت میں کمی واقع ہوئی۔مورفولوجی، XRF اور XPS کے ساتھ مل کر ان نتائج کی بنیاد پر، ہم نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ مشاہدہ شدہ تبدیلیوں کا مضبوطی سے تعلق آکسیڈیشن سے ہے کیونکہ آکسیڈائزڈ MXenes زیادہ جھریوں کا شکار ہو جاتے ہیں اور ٹکڑوں اور کروی آکسائیڈ کے ذرات69,70 میں ٹوٹ جاتے ہیں۔
سبز مائکروالجی کے ساتھ تعامل کے بعد MXene کی تبدیلی کا تجزیہ۔متحرک ذرہ کی شکل کا تجزیہ اس طرح کے پیرامیٹرز کو مدنظر رکھتا ہے جیسے (a, b) مساوی سرکلر علاقے کا قطر، (c, d) گول پن، (e, f) Feret کی چوڑائی اور (g, h) فیریٹ کی لمبائی۔اس مقصد کے لیے، پرائمری SL Nb2CTx اور SL Nb4C3Tx MXenes، SL Nb2CTx اور SL Nb4C3Tx MXenes، انحطاط شدہ مائکروالجی، اور علاج شدہ مائکروالجی SL Nb2CTx اور SL Nb4Cs3Tx کے ساتھ مل کر دو حوالہ جات مائکروالجی نمونوں کا تجزیہ کیا گیا۔سرخ تیر مطالعہ شدہ دو جہتی نینو فلیکس کے شکل کے پیرامیٹرز کی منتقلی کو ظاہر کرتے ہیں۔
چونکہ شکل کے پیرامیٹر کا تجزیہ بہت قابل اعتماد ہے، اس لیے یہ مائیکرالجی خلیوں میں مورفولوجیکل تبدیلیوں کو بھی ظاہر کر سکتا ہے۔لہذا، ہم نے 2D Nb nanoflakes کے ساتھ تعامل کے بعد خالص مائکروالجی خلیوں اور خلیوں کی مساوی سرکلر ایریا قطر، گول پن، اور فیریٹ چوڑائی/لمبائی کا تجزیہ کیا۔انجیر پر۔6a–h طحالب کے خلیوں کی شکل کے پیرامیٹرز میں تبدیلیاں دکھاتا ہے، جیسا کہ چوٹی کی شدت میں کمی اور اعلی اقدار کی طرف میکسما کی تبدیلی کا ثبوت ہے۔خاص طور پر، سیل کی گولائی کے پیرامیٹرز نے لمبے خلیوں میں کمی اور کروی خلیوں میں اضافہ دکھایا (تصویر 6a، b)۔اس کے علاوہ، SL Nb4C3TX MXene (تصویر 6f) کے مقابلے SL Nb2CTx MXene (تصویر 6e) کے ساتھ تعامل کے بعد فیریٹ سیل کی چوڑائی میں کئی مائیکرو میٹرز کا اضافہ ہوا۔ہمیں شبہ ہے کہ یہ Nb2CTx SR کے ساتھ تعامل پر مائکروالجی کے ذریعہ Nb آکسائڈز کے مضبوط استعمال کی وجہ سے ہوسکتا ہے۔ان کی سطح پر Nb فلیکس کے کم سخت منسلک ہونے کے نتیجے میں کم سے کم شیڈنگ اثر کے ساتھ سیل کی نشوونما ہو سکتی ہے۔
مائکروالجی کی شکل اور سائز کے پیرامیٹرز میں تبدیلیوں کے ہمارے مشاہدات دیگر مطالعات کی تکمیل کرتے ہیں۔سبز مائکروالجی سیل کے سائز، شکل یا میٹابولزم کو تبدیل کرکے ماحولیاتی تناؤ کے جواب میں اپنی شکل کو تبدیل کرسکتے ہیں۔مثال کے طور پر، خلیات کے سائز کو تبدیل کرنے سے غذائی اجزاء کو جذب کرنے میں سہولت ملتی ہے71۔چھوٹے طحالب کے خلیے کم غذائی اجزاء اور ترقی کی شرح کو کم دکھاتے ہیں۔اس کے برعکس، بڑے خلیے زیادہ غذائی اجزاء استعمال کرتے ہیں، جو کہ 72,73 کے اندر اندر جمع ہوتے ہیں۔Machado اور Soares نے پایا کہ فنگسائڈ ٹرائیکلوسن سیل کے سائز کو بڑھا سکتا ہے۔انہوں نے طحالب 74 ​​کی شکل میں بھی گہری تبدیلیاں پائی۔مزید برآں، Yin et al.9 نے کم گرافین آکسائیڈ نانوکومپوزائٹس کی نمائش کے بعد طحالب میں مورفولوجیکل تبدیلیوں کا بھی انکشاف کیا۔لہذا، یہ واضح ہے کہ مائکروالجی کے تبدیل شدہ سائز/شکل کے پیرامیٹرز MXene کی موجودگی کی وجہ سے ہیں۔چونکہ سائز اور شکل میں یہ تبدیلی غذائی اجزاء کی مقدار میں ہونے والی تبدیلیوں کی نشاندہی کرتی ہے، اس لیے ہم سمجھتے ہیں کہ وقت کے ساتھ سائز اور شکل کے پیرامیٹرز کا تجزیہ Nb-MXenes کی موجودگی میں مائکروالجی کے ذریعے نائوبیم آکسائیڈ کے اخراج کو ظاہر کر سکتا ہے۔
مزید یہ کہ طحالب کی موجودگی میں MXenes کو آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے۔Dalai et al.75 نے مشاہدہ کیا کہ nano-TiO2 اور Al2O376 کے سامنے آنے والے سبز طحالب کی شکل یکساں نہیں تھی۔اگرچہ ہمارے مشاہدات موجودہ مطالعے سے ملتے جلتے ہیں، لیکن یہ صرف 2D نینو فلیکس کی موجودگی میں MXene کے انحطاط کی مصنوعات کے لحاظ سے بائیو میڈیشن کے اثرات کے مطالعہ سے متعلق ہے نہ کہ نینو پارٹیکلز سے۔چونکہ MXenes 31,32,77,78 دھاتی آکسائیڈ میں تبدیل ہو سکتے ہیں، اس لیے یہ سمجھنا مناسب ہے کہ ہمارے Nb nanoflakes بھی مائکروالجی خلیوں کے ساتھ تعامل کے بعد Nb آکسائیڈ بنا سکتے ہیں۔
2D-Nb نانو فلیکس کی کمی کو آکسیڈیشن کے عمل کی بنیاد پر سڑنے کے طریقہ کار کے ذریعے سمجھانے کے لیے، ہم نے ہائی ریزولوشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی (HRTEM) (تصویر 7a،b) اور ایکس رے فوٹو الیکٹران اسپیکٹروسکوپی (XPS) (تصویر 7) کا استعمال کرتے ہوئے مطالعہ کیا۔7c-i اور میزیں S4-5)۔دونوں نقطہ نظر 2D مواد کے آکسیکرن کا مطالعہ کرنے اور ایک دوسرے کی تکمیل کے لیے موزوں ہیں۔HRTEM دو جہتی تہوں والے ڈھانچے کے انحطاط اور دھاتی آکسائیڈ نینو پارٹیکلز کے بعد میں ظاہر ہونے کا تجزیہ کرنے کے قابل ہے، جبکہ XPS سطحی بانڈز کے لیے حساس ہے۔اس مقصد کے لیے، ہم نے 2D Nb-MXene nanoflakes کا تجربہ کیا جو مائیکروالجی سیل ڈسپریشنز سے حاصل کیے گئے تھے، یعنی مائکروالجی سیلز کے ساتھ تعامل کے بعد ان کی شکل (دیکھیں تصویر 7)۔
آکسائڈائزڈ (a) SL Nb2CTx اور (b) SL Nb4C3Tx MXenes کی شکل کو ظاہر کرنے والی HRTEM تصاویر، XPS تجزیہ کے نتائج دکھا رہے ہیں (c) کمی کے بعد آکسائڈ مصنوعات کی ترکیب، (d–f) SL Nb2CTxe کی مرمت کے XPS سپیکٹرا کے اجزاء کی چوٹی کی مماثلت اور مائیکرو ایس ایل 4 سی ٹی ایکس کے ساتھ سبز
HRTEM مطالعہ نے دو قسم کے Nb-MXene nanoflakes کے آکسیکرن کی تصدیق کی۔اگرچہ نینو فلیکس نے اپنی دو جہتی شکلیات کو کسی حد تک برقرار رکھا، لیکن آکسیڈیشن کے نتیجے میں MXene نینو فلیکس کی سطح کو ڈھانپنے والے بہت سے نینو پارٹیکلز کی ظاہری شکل (دیکھیں تصویر 7a،b)۔c Nb 3d اور O 1s سگنلز کے XPS تجزیہ نے اشارہ کیا کہ Nb آکسائیڈ دونوں صورتوں میں تشکیل پائے تھے۔جیسا کہ شکل 7c میں دکھایا گیا ہے، 2D MXene Nb2CTx اور Nb4C3TX میں Nb 3d سگنلز ہیں جو NbO اور Nb2O5 آکسائیڈز کی موجودگی کی نشاندہی کرتے ہیں، جبکہ O 1s سگنلز 2D نینو فلیک سطح کے فنکشنلائزیشن سے وابستہ O–Nb بانڈز کی تعداد کی نشاندہی کرتے ہیں۔ہم نے دیکھا کہ Nb-C اور Nb3+-O کے مقابلے Nb آکسائیڈ کا حصہ غالب ہے۔
انجیر پر۔اعداد و شمار 7g–i Nb 3d، C 1s، اور O 1s SL Nb2CTx کا XPS سپیکٹرا دکھاتے ہیں (دیکھیں انجیر 7d–f) اور SL Nb4C3TX MXene مائکروالجی خلیوں سے الگ تھلگ۔Nb-MXenes چوٹی کے پیرامیٹرز کی تفصیلات بالترتیب جدول S4–5 میں فراہم کی گئی ہیں۔ہم نے پہلے Nb 3d کی ساخت کا تجزیہ کیا۔مائکروالجی خلیوں کے ذریعے جذب ہونے والے Nb کے برعکس، مائکروالجی خلیوں سے الگ تھلگ MXene میں، Nb2O5 کے علاوہ، دیگر اجزاء پائے گئے۔Nb2CTx SL میں، ہم نے Nb3+-O کی 15% کی مقدار میں شراکت کا مشاہدہ کیا، جبکہ باقی Nb 3d اسپیکٹرم پر Nb2O5 (85%) کا غلبہ تھا۔اس کے علاوہ، SL Nb4C3TX نمونے میں Nb-C (9%) اور Nb2O5 (91%) اجزاء شامل ہیں۔یہاں Nb-C Nb4C3Tx SR میں دھاتی کاربائیڈ کی دو اندرونی جوہری تہوں سے آتا ہے۔پھر ہم C 1s سپیکٹرا کو چار مختلف اجزاء پر نقشہ بناتے ہیں، جیسا کہ ہم نے اندرونی نمونوں میں کیا تھا۔جیسا کہ توقع کی گئی ہے، C 1s سپیکٹرم پر گرافیٹک کاربن کا غلبہ ہے، اس کے بعد مائکروالجی خلیوں سے نامیاتی ذرات (CHx/CO اور C=O) کی شراکت ہے۔اس کے علاوہ، O 1s سپیکٹرم میں، ہم نے مائکروالجی خلیوں، نیبیم آکسائیڈ، اور جذب شدہ پانی کی نامیاتی شکلوں کی شراکت کا مشاہدہ کیا۔
اس کے علاوہ، ہم نے تفتیش کی کہ آیا Nb-MXenes کلیویج کا تعلق غذائیت کے درمیانے اور/یا مائکروالجی خلیوں میں رد عمل آکسیجن پرجاتیوں (ROS) کی موجودگی سے ہے۔اس مقصد کے لیے، ہم نے کلچر میڈیم اور انٹرا سیلولر گلوٹاتھیون میں سنگلٹ آکسیجن (1O2) کی سطح کا اندازہ کیا، ایک تھیول جو مائکروالجی میں اینٹی آکسیڈینٹ کے طور پر کام کرتا ہے۔نتائج SI (اعداد و شمار S20 اور S21) میں دکھائے گئے ہیں۔SL Nb2CTx اور Nb4C3TX MXenes والی ثقافتوں میں 1O2 کی کم مقدار کی خصوصیت تھی (شکل S20 دیکھیں)۔SL Nb2CTx کے معاملے میں، MXene 1O2 تقریباً 83% تک کم ہو گیا ہے۔SL کا استعمال کرتے ہوئے مائکروالجی ثقافتوں کے لیے، Nb4C3TX 1O2 مزید کم ہو کر 73% ہو گیا۔دلچسپ بات یہ ہے کہ 1O2 میں تبدیلیوں نے وہی رجحان ظاہر کیا جیسا کہ پہلے مشاہدہ کیا گیا روکنے والے محرک اثر (تصویر 3 دیکھیں)۔یہ دلیل دی جا سکتی ہے کہ روشن روشنی میں انکیوبیشن فوٹو آکسیڈیشن کو تبدیل کر سکتی ہے۔تاہم، کنٹرول تجزیہ کے نتائج نے تجربے کے دوران 1O2 کی تقریباً مستقل سطح ظاہر کی (تصویر S22)۔انٹرا سیلولر آر او ایس لیولز کے معاملے میں، ہم نے بھی اسی نیچے کی طرف رجحان دیکھا (شکل S21 دیکھیں)۔ابتدائی طور پر، Nb2CTx اور Nb4C3Tx SLs کی موجودگی میں کلچر شدہ مائکروالجی سیلز میں ROS کی سطح مائکروالجی کی خالص ثقافتوں میں پائی جانے والی سطحوں سے تجاوز کر گئی۔تاہم، بالآخر، یہ ظاہر ہوا کہ مائکروالجی دونوں Nb-MXenes کی موجودگی کے مطابق ڈھل گئے، کیونکہ ROS کی سطح بالترتیب SL Nb2CTx اور Nb4C3TX کے ساتھ ٹیکہ لگائے گئے مائکروالجی کی خالص ثقافتوں میں ماپا جانے والی سطحوں میں سے 85% اور 91% رہ گئی۔یہ اس بات کی نشاندہی کر سکتا ہے کہ مائکروالجی صرف غذائیت والے میڈیم کی نسبت Nb-MXene کی موجودگی میں وقت کے ساتھ زیادہ آرام دہ محسوس کرتے ہیں۔
Microalgae فوٹوسنتھیٹک حیاتیات کا ایک متنوع گروپ ہے۔فوٹو سنتھیسز کے دوران، وہ ماحولیاتی کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) کو نامیاتی کاربن میں تبدیل کرتے ہیں۔فتوسنتھیس کی مصنوعات گلوکوز اور آکسیجن 79 ہیں۔ہمیں شبہ ہے کہ اس طرح بننے والی آکسیجن Nb-MXenes کے آکسیکرن میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔اس کی ایک ممکنہ وضاحت یہ ہے کہ Nb-MXene nanoflakes کے باہر اور اندر آکسیجن کے کم اور زیادہ جزوی دباؤ پر تفریق اییریشن پیرامیٹر بنتا ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ جہاں کہیں بھی آکسیجن کے مختلف جزوی دباؤ کے علاقے ہوں گے، سب سے نچلی سطح والا علاقہ اینوڈ 80، 81، 82 بنائے گا۔ یہاں، مائکروالجی MXene کے فلیکس کی سطح پر الگ الگ ہوا والے خلیات کی تخلیق میں حصہ ڈالتے ہیں، جو اپنی فوٹوسنتھیٹک خصوصیات کی وجہ سے آکسیجن پیدا کرتے ہیں۔نتیجے کے طور پر، biocorrosion مصنوعات (اس صورت میں، niobium oxides) تشکیل دے رہے ہیں.ایک اور پہلو یہ ہے کہ مائکروالجی نامیاتی تیزاب پیدا کر سکتی ہے جو پانی میں چھوڑے جاتے ہیں 83,84۔لہذا، ایک جارحانہ ماحول تشکیل دیا جاتا ہے، اس طرح Nb-MXenes کو تبدیل کیا جاتا ہے.اس کے علاوہ، مائکروالجی کاربن ڈائی آکسائیڈ کے جذب ہونے کی وجہ سے ماحول کے پی ایچ کو الکلائن میں تبدیل کر سکتا ہے، جو سنکنرن کا سبب بھی بن سکتا ہے۔
مزید اہم بات یہ ہے کہ ہمارے مطالعے میں استعمال ہونے والا تاریک/ہلکا فوٹو پیریڈ حاصل شدہ نتائج کو سمجھنے کے لیے اہم ہے۔اس پہلو کو Djemai-Zoghlache et al میں تفصیل سے بیان کیا گیا ہے۔85 انہوں نے جان بوجھ کر 12/12 گھنٹے کا فوٹو پیریڈ استعمال کیا تاکہ سرخ مائکروالجی پورفیریڈیم پرپوریئم کے ذریعے بائیوفاؤلنگ سے وابستہ بائیو کورروشن کا مظاہرہ کیا جا سکے۔وہ یہ ظاہر کرتے ہیں کہ فوٹو پیریڈ کا تعلق حیاتیاتی سنکنرن کے بغیر پوٹینشل کے ارتقاء سے ہے، جو 24:00 بجے کے قریب خود کو سیوڈوپیریوڈک دولن کے طور پر ظاہر کرتا ہے۔ان مشاہدات کی تصدیق ڈولنگ ایٹ ال نے کی۔86 انہوں نے سیانوبیکٹیریا انابینا کے فوٹو سنتھیٹک بائیو فلموں کا مظاہرہ کیا۔تحلیل شدہ آکسیجن روشنی کے عمل کے تحت بنتی ہے، جس کا تعلق آزاد حیاتیاتی سنکنرن صلاحیت میں تبدیلی یا اتار چڑھاؤ سے ہوتا ہے۔فوٹو پیریڈ کی اہمیت پر اس حقیقت سے زور دیا جاتا ہے کہ روشنی کے مرحلے میں بائیو سنکنرن کی آزاد صلاحیت بڑھ جاتی ہے اور تاریک مرحلے میں کم ہوتی ہے۔یہ فوٹوسنتھیٹک مائکروالجی کے ذریعہ تیار کردہ آکسیجن کی وجہ سے ہے، جو الیکٹروڈ87 کے قریب پیدا ہونے والے جزوی دباؤ کے ذریعے کیتھوڈک ردعمل کو متاثر کرتا ہے۔
اس کے علاوہ، فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (FTIR) کی گئی تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ آیا Nb-MXenes کے ساتھ تعامل کے بعد مائکروالجی خلیوں کی کیمیائی ساخت میں کوئی تبدیلی واقع ہوئی ہے۔یہ حاصل کردہ نتائج پیچیدہ ہیں اور ہم انہیں SI (اعداد و شمار S23-S25، بشمول MAX مرحلے اور ML MXenes کے نتائج) میں پیش کرتے ہیں۔مختصراً، مائیکرالجی کا حاصل کردہ حوالہ اسپیکٹرا ہمیں ان جانداروں کی کیمیائی خصوصیات کے بارے میں اہم معلومات فراہم کرتا ہے۔یہ سب سے زیادہ ممکنہ کمپن 1060 cm-1 (CO)، 1540 cm-1، 1640 cm-1 (C=C)، 1730 cm-1 (C=O)، 2850 cm-1، 2920 cm-1 کی تعدد پر واقع ہیں۔ایک1 1 (C–H) اور 3280 cm–1 (O–H)۔SL Nb-MXenes کے لیے، ہمیں ایک CH-بانڈ کھینچنے والا دستخط ملا جو ہمارے پچھلے مطالعے سے مطابقت رکھتا ہے۔تاہم، ہم نے مشاہدہ کیا کہ C=C اور CH بانڈز سے وابستہ کچھ اضافی چوٹیاں غائب ہوگئیں۔اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ SL Nb-MXenes کے ساتھ تعامل کی وجہ سے مائکروالجی کی کیمیائی ساخت میں معمولی تبدیلیاں آ سکتی ہیں۔
مائکروالجی کی بائیو کیمسٹری میں ممکنہ تبدیلیوں پر غور کرتے وقت، غیر نامیاتی آکسائیڈز، جیسے کہ نیوبیم آکسائیڈ، کے جمع ہونے پر دوبارہ غور کرنے کی ضرورت ہے۔یہ خلیے کی سطح کے ذریعے دھاتوں کے اخراج، سائٹوپلازم میں ان کی نقل و حمل، انٹرا سیلولر کاربوکسائل گروپس کے ساتھ ان کی وابستگی، اور مائیکروالجی پولی فاسفومز 20,88,89,90 میں ان کے جمع ہونے میں شامل ہے۔اس کے علاوہ، مائکروالجی اور دھاتوں کے درمیان تعلق خلیات کے فعال گروپوں کی طرف سے برقرار رکھا جاتا ہے.اس وجہ سے، جذب مائکروالجی سطح کی کیمسٹری پر بھی منحصر ہے، جو کافی پیچیدہ ہے9,91۔عام طور پر، جیسا کہ توقع کی گئی تھی، Nb آکسائیڈ کے جذب ہونے کی وجہ سے سبز مائکروالجی کی کیمیائی ساخت میں قدرے تبدیلی آئی ہے۔
دلچسپ بات یہ ہے کہ مائکروالجی کا مشاہدہ کیا گیا ابتدائی روکنا وقت کے ساتھ الٹ جانے والا تھا۔جیسا کہ ہم نے مشاہدہ کیا، مائکروالجی نے ابتدائی ماحولیاتی تبدیلیوں پر قابو پالیا اور بالآخر معمول کی شرح نمو پر واپس آ گیا اور یہاں تک کہ اضافہ ہوا۔غذائی ذرائع ابلاغ میں متعارف کرائے جانے پر زیٹا پوٹینشل کا مطالعہ اعلیٰ استحکام ظاہر کرتا ہے۔اس طرح، مائکروالجی خلیوں اور Nb-MXene nanoflakes کے درمیان سطحی تعامل کو تمام کمی کے تجربات میں برقرار رکھا گیا۔ہمارے مزید تجزیے میں، ہم مائکروالجی کے اس قابل ذکر رویے کے تحت کارروائی کے اہم میکانزم کا خلاصہ کرتے ہیں۔
SEM مشاہدات سے پتہ چلتا ہے کہ مائکروالجی Nb-MXenes سے منسلک ہوتے ہیں۔متحرک تصویری تجزیہ کا استعمال کرتے ہوئے، ہم تصدیق کرتے ہیں کہ یہ اثر دو جہتی Nb-MXene نینو فلیکس کو مزید کروی ذرات میں تبدیل کرنے کا باعث بنتا ہے، اس طرح یہ ظاہر ہوتا ہے کہ نینو فلیکس کا گلنا ان کے آکسیڈیشن سے وابستہ ہے۔اپنے مفروضے کو جانچنے کے لیے، ہم نے مادی اور بائیو کیمیکل مطالعات کا ایک سلسلہ کیا۔جانچ کے بعد، نینو فلیکس آہستہ آہستہ آکسائڈائز ہو گئے اور NbO اور Nb2O5 مصنوعات میں گل گئے، جس سے سبز مائکروالجی کو کوئی خطرہ نہیں تھا۔FTIR مشاہدے کا استعمال کرتے ہوئے، ہمیں 2D Nb-MXene nanoflakes کی موجودگی میں انکیوبیٹڈ مائکروالجی کی کیمیائی ساخت میں کوئی خاص تبدیلی نہیں ملی۔مائکروالجی کے ذریعہ نیبیم آکسائڈ کے جذب ہونے کے امکان کو مدنظر رکھتے ہوئے، ہم نے ایکس رے فلوروسینس تجزیہ کیا۔یہ نتائج واضح طور پر ظاہر کرتے ہیں کہ مطالعہ شدہ مائکروالجی نائوبیم آکسائڈز (NbO اور Nb2O5) پر کھانا کھاتے ہیں، جو مطالعہ شدہ مائکروالجی کے لیے غیر زہریلے ہیں۔