Fra batterispild til elektrokemisk sensor

Multiplex påvisning af antioxidanter / fødevaretilsætningsstoffer / konserveringsmidler i fødevareprøver er mulig ved hjælp af vores nyudviklede grafitbaserede nanokomposit elektrokemiske sensor fra brugt alkalisk batteri. Den kemiske sensor fører ikke kun til kortere analysetid, men er også en grønnere kemiinnovation.

Et lille AA -batteri kan gøre det vigtige stykke arbejde med at tænde for vores fjernbetjening, mini legetøj og vækkeur, men efter at have nået sit liv brugt, der er et miljøproblem, som vi skal løse. Et typisk zinkbatteri er sammensat af et zinklegeme, mangan pulver, papir, stivelse og en sort stang, der får batteriet til at fungere. De fleste dele kan genbruges, men ikke den sorte stang (som videnskabsmænd omtalte som "grafitstangen"). Dette materiale besidder god elektrisk ledningsevne og kan faktisk genbruges til udvikling af en kemisk sensor.

Grafitstangen, der blev ekstraheret fra det brugte batteri, kan skæres i forskellige former, enten i stænger, knapper, eller tynde plader. Udover, det kan også fremstilles til små chip-enheder og fastgøres på menneskelig hud eller som en strimmel til påvisning af kemiske stoffer i fødevarer. Fødevaretilsætningsstoffer (kemikalier) såsom antioxidanter eller konserveringsmidler kunne være interessant information, hvorved de fleste mennesker er bekymrede over og gerne vil vide deres faktiske mængde, før de spiser.

Muligheden for at miniaturisere et laboratorium til grafitchip eller -strimmel for at give os den øjeblikkelige information om dosisindtagelse af antioxidanter eller konserveringsmidler i vores daglige måltider er opnåelig gennem en enkel og økonomisk grafitstav konverteringstrin. I modsætning til de konventionelle laboratorietests, der kan tage en dag til kemisk analyse, en bærbar, overkommelig og præcis lille analyseenhed er mere foretrukket. Udviklingen af ​​kemiske sensorer er begyndt for ti år siden, da dens potentielle anvendelse er lovende på grund af stor efterspørgsel. Ak, omkostningerne til en sådan udvikling ved hjælp af dyre sensormaterialer er ikke overkommelige.

For at overvinde denne udfordring, vores forskergruppe har fundet en spændende løsning ved at se på genbrugt batteriaffald. Vi har med succes fremstillet en række grafit nanokomposit elektrokemiske sensorer ved overflademodifikation med nanomaterialer, hvilket betydeligt forbedrede materialernes kemiske og fysiske egenskaber, der passer til dets anvendelse som en kemisk sensor. Vi har demonstreret den praktiske anvendelse af den udviklede grafitbaserede elektrokemiske sensor til kvantitativ påvisning af Myricetin (naturlig antioxidant) og multiplex-påvisning af andre konserveringsmidler (syntetiske organiske molekyler) i forskellige former for egentlige madprøver. De opnåede analyseresultater blev fundet godt korreleret til de konventionelle laboratorietestresultater ved hjælp af HPLC. Vigtigere, testen udført ved hjælp af vores udviklede sensormetode er relativt hurtigere, hvorved resultaterne kunne aflæses på mindre end 5 minutter. Ud over, den anvendte genanvendte grafitstang er et inert materiale. Derfor, det er sikkert at bruge og vil ikke forårsage nogen skadelig virkning for slutbrugerne. Dette er endnu en merværdi til den nyudviklede alternative analytiske tilgang.

For at konkludere, det innovative forsøg på at udvikle en kemisk sensor fra batteriaffald giver ikke kun fordele for slutbrugerne, men er også en omsorgsfuld indsats vist i at praktisere grøn kemi for en grønnere jord og bedre i morgen.