Senzory vyrobené z kuchynského bioodpadu
Agropotravinársky priemysel produkuje obrovské množstvá bioodpadu, ktorý vzniká pri produkcii a spracovaní vo výrobnom reťazci a následne aj v gastro priemysle a v domácnostiach. Vedci zo Slovenskej akadémie vied a Slovenskej technickej univerzity prichádzajú s výskumom, ktorého podstata spočíva vo využití kuchynského odpadu v (bio)senzorických aplikáciách pre účely včasnej detekcie civilizačných chorôb. Aplikáciou rôznych fyzikálnych a chemických úprav a aktivačných metód sa agropotravinárske odpady premieňajú na karbonizovanú biomasu – „biochar“.
„Biochar patrí medzi materiály, ktoré sa používajú na modifikáciu sieťotlačených uhlíkových elektrochemických senzorov (SPCE), a to najmä vďaka vlastnostiam ako sú elektrická vodivosť, vysoká porozita povrchu, prítomnosť funkčných skupín s rôznym povrchovým nábojom a vysokou absorbčnou schopnosťou. Jeho výhoda spočíva v možnosti jednoduchej prípravy z obnoviteľnej biomasy,“ uviedla Alenka Opálková Šišková z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV. v.v.i.
Uvedené senzory modifikované biocharom boli úspešne použité pri elektrochemickej detekcii ťažkých kovov, pesticídov, zvyškov veterinárnych liečiv, či rôznych biomolekúl, ako napr. glukóza, vitamín C či dopamín. Aplikačný potenciál navrhovaného inovatívneho riešenia je v porovnateľnej citlivosti ako pri doteraz komerčne používaných senzoroch pre detekciu civilizačných chorôb. Aktuálne neexistuje komerčne dostupný tlačený senzor, ktorý využíva biocharový typ uhlíkového materiálu.
„Senzory vyrobené využitím uvedeného typu uhlíkatého materiálu sú vhodné na detekciu rôznych cieľových analytov/biomolekúl na veľmi nízkej koncentračnej úrovni s vysokou citlivosťou a selektivitou. Ide o komplexné riešenie, ktoré sa začína využitím kuchynského odpadu ako vstupného materiálu, cez vývoj tlačových kompozitných disperzií, až po masovú produkčnú tlač senzorov,“ dodáva vedkyňa.
Na projekte spolupracujú vedci z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV. v.v.i., Chemického ústavu SAV, v.v.i. a Fakulty chemickej a potravinárskej technológie STU. Na predstavený inovatívny systém je podaná národná (slovenská) patentová prihláška PP 50073-2023.
Zdroj: SAV