Brug af mikrobryggeriaffald til at syntetisere kulstofkvanteprikker

I nogle år har brugt korn, kornrester fra bryggerier, været genbrugt i dyrefoder. Dette materiale kan også bruges i nanoteknologi. Professor Federico Roseis hold ved Institut national de la recherche scientifique (INRS) har vist, at mikrobryggeriaffald kan bruges som kulstofkilde til at syntetisere kvanteprikker. Værket, udført i samarbejde med Claudiane Ouellet-Plamondon fra École de technologie supérieure (ÉTS), blev offentliggjort i Royal Society of Chemistrys tidsskrift RSC Advances .

Ofte betragtet som "kunstige atomer", bruges kvanteprikker til transmission af lys. Med en række interessante fysisk-kemiske egenskaber er denne type nanoteknologi med succes blevet brugt som en sensor i biomedicin eller som lysdioder i næste generations skærme. Men der er en ulempe. Nuværende kvanteprikker er produceret med tunge og giftige metaller som cadmium. Kulstof er et interessant alternativ, både for dets biokompatibilitet og dets tilgængelighed.

En miljøansvarlig tilgang

Valget af bryggeriaffald som kildemateriale kom fra Daniele Benetti, postdoc ved INRS, og Aurel Thibaut Nkeumaleu, masterstuderende ved ÉTS, der har udført arbejdet. Grundlæggende ønskede de at udføre forskellige eksperimenter med tilgængelige materialer. Sådan kom forskerne til at samarbejde med Brasseurs de Montréal for at få deres kornrester.

"Brugen af ​​brugt korn fremhæver både en miljøansvarlig tilgang til affaldshåndtering og et alternativt råmateriale til syntese af kulstofkvanteprikker ud fra et cirkulært økonomiperspektiv," siger professor Rosei.

Fordelen ved at bruge bryggeriaffald som kilde til kulstofkvanteprikker er, at det er naturligt beriget med nitrogen og fosfor. Dette undgår behovet for rene kemikalier.

"Denne forskning var meget sjov og belyste, hvad vi kan gøre med ølbiprodukterne," siger Claudiane Ouellet-Plamondon, Canada Research Chair i Sustainable Multifunctional Construction Materials ved ÉTS. "Desuden er ÉTS placeret på stedet for det tidligere Dow-bryggeri, et af de vigtigste bryggerier i Quebec indtil 1960'erne. Så der er en historisk og arvelig forbindelse til dette arbejde."

En tilgængelig metode

Udover at bruge biobaseret materiale ville forskerholdet vise, at det var muligt at fremstille kulstofkvanteprikker med fælles midler. Forskerne brugte en husholdningsmikrobølgeovn til at karbonisere det brugte korn, hvilket resulterede i et sort pulver. Det blev derefter blandet med destilleret vand og sat tilbage i mikrobølgeovnen. En passage i centrifugen og avanceret filtrering gjorde det muligt at opnå kvanteprikkerne. Deres færdige produkt var i stand til at detektere og kvantificere tungmetaller, samt andre forurenende stoffer, der påvirker vandkvaliteten, miljøet og sundheden.

De næste skridt vil være at karakterisere disse kulstofkvanteprikker fra bryggeriaffald, ud over proof of concept. Forskerholdet er overbevist om, at denne nanoteknologi har potentialet til at blive sofistikerede detektionssensorer til forskellige vandige opløsninger, selv i levende celler. + Udforsk yderligere

Tvillingfotoner fra forskellige kvanteprikker