Маленькая батарейка AA может выполнять важную работу по включению питания нашего пульта дистанционного управления, мини-игрушек и будильника, но по истечении срока службы возникает экологическая проблема, которую мы должны решить. Типичная цинковая батарея состоит из цинкового корпуса, марганцевого порошка, бумаги, крахмала и черного стержня, который заставляет батарею работать. Большинство деталей подлежат вторичной переработке, за исключением черного стержня (который ученые назвали «графитовым стержнем»). Этот материал обладает хорошей электропроводностью и может быть повторно использован для разработки химического сенсора.
Графитовый стержень, извлеченный из использованной батареи, можно разрезать на различные формы: стержни, кнопки или тонкие листы. Кроме того, из него также могут быть изготовлены небольшие чипы и прикреплены к коже человека или как полоска для обнаружения химических веществ в продуктах питания. Пищевые добавки (химические вещества), такие как антиоксиданты или консерванты, могут быть интересной информацией, поэтому большинство людей обеспокоены и хотели бы знать их фактическое количество перед употреблением.Возможность миниатюризации лаборатории в виде графитовой крошки или полосы, чтобы предоставить нам мгновенную информацию о дозировке антиоксидантов или консервантов в наших ежедневных приемах пищи, достижима с помощью простых и экономичных шагов преобразования графитовых стержней.
В отличие от обычных лабораторных тестов, которые могут занять день для химического анализа, более предпочтительным является портативное, доступное и точное небольшое аналитическое устройство. Разработка химических сенсоров началась десять лет назад, поскольку их потенциальное использование является многообещающим из-за высокого спроса. Увы, стоимость такой разработки с использованием дорогих сенсорных материалов недоступна.
Чтобы преодолеть эту проблему, наша исследовательская группа нашла интересное решение, изучив повторно используемые отходы аккумуляторных батарей. Мы успешно изготовили ряд электрохимических сенсоров из графитовых нанокомпозитов путем модификации поверхности наноматериалами, которые значительно улучшили химические и физические свойства материалов, которые подходят для их использования в качестве химического сенсора.
Мы продемонстрировали практическое использование разработанного электрохимического сенсора на основе графита для количественного определения мирицетина (природного антиоксиданта) и множественного обнаружения других консервантов (синтетических органических молекул) в различных формах реальных образцов пищевых продуктов. Было обнаружено, что полученные результаты анализа хорошо коррелируют с результатами обычных лабораторных испытаний с использованием ВЭЖХ. Что еще более важно, тест, проводимый с использованием разработанного нами сенсорного метода, проходит относительно быстрее, поэтому результаты можно прочитать менее чем за 5 минут.
Кроме того, используемый вторичный графитовый стержень является инертным материалом. Следовательно, он безопасен в использовании и не причинит вреда конечным пользователям.
Это еще одна добавленная стоимость недавно разработанного альтернативного аналитического подхода.