SAV
Inovatívne riešenie pre biologicky rozložiteľný odpad s vysokým obsahom uhlíka pre využitie v biomedicíne. Využitie odpadu zo spracovania najmä koreňovej zeleniny pre výrobu uhlíkových elektród na detekciu napríklad rôznych chorôb, ťažkých kovov, vitamínov, dopamínu atď..
Slovensko patrí medzi krajiny EÚ s najnižším ekoinovačným indexom. Patrí mu 22. miesto z 28. Medzi sledovanými parametrami sa nachádza aj počet získaných patentov v oblasti ochrany životného prostredia. Ekoindex je potrebné ekoindex a aj vďaka SAV a STU podporovať vedcov na Slovensku.
Tri spolupracujúce pracoviská sú v súčasnosti v procese získavania nového patentu na výrobu uhlíkových elektród a elektrochemických biosenzorov. Uhlík pochádza z biologicky rozložiteľného odpadu. Takéto elektródy je možné využiť najmä v medicíne na detekciu civilizačných chorôb.
Cieľom je nahradiť komerčne vyrábaný uhlík z fosílnych zdrojov a nájsť udržateľnejší zdroj. Ako alternatívny zdroj na jeho výrobu je možné použiť biomasu s dostatočným obsahom celulózy. Takýmto zdrojom môže byť napríklad koreňová zelenina alebo aj odpad z nej, ktorý vzniká pri príprave jedál. Citlivosť týchto elektród je porovnateľná z komerčne vyrábanými alternatívami. Zároveň vzniká veľký potenciál na zlepšenie vlastností ďalšími úpravami povrchu.
Proces získavania uhlíkatého materiálu pre produkciu elektródy/senzora je dvojstupňový:
- Stabilizácia odpadu pri teplote do 250 °C. Stabilizácia je postupná. Počas niekoľkých dní sa teplota v peci zvyšuje po 50°C každých 24 hodín. Cieľom je zachovať funkčné skupiny na povrchu uhlíkatého materiálu.
- Karbonizácia stabilizovaného materiálu v prostredí s obmedzeným prístupom kyslíka. Výsledkom procesu je produkt biochar, uhlíkatý materiál. Tento proces prebieha pri teplote cca 800 °C. Biochar sa líši od dreveného uhlia tým, že sa vyrába pri nižšej teplote a v kontrolovanejšom prostredí, čím sa zachováva jeho pórovitá štruktúra pri vysokom obsahu uhlíka a zachovajú sa aj iné funkčné skupiny, ktoré môžu byť následne modifikované pre zvýšenie absorpčnej účinnosti uhlíkatého materiálu.
Následne dochádza k výrobe senzora pomocou sieťotlače, a to na FCHPT. Na keramický substrát sú postupne tlačené jednotlivé funkčné vrstvy, pričom ako posledná je nanesená aktívna vrstva biocharu tvoriaca pracovnú elektródu. Sieťotlač je vysoko flexibilná metóda výroby rôznych typov senzorov. Umožňuje selektívne tlačiť konkrétne vzory funkčných vrstiev a s požadovanými parametrami ako je ich hrúbka alebo vodivosť.
Ide o veľmi presnú, a pritom jednu z najstarších tlačových techník, ktorá si v súčasnej dobe našla široké uplatnenie takmer vo všetkých aplikáciách tlačenej elektroniky. Takto vyrobený senzor sa testuje na Chemickom ústave SAV.
Pridajte sa k nám
Máte prevádzku, ktorá sa venuje spracovaniu odpadu?
Vyplňte formulár a pridajte sa na Miesta preč.