Elektrody modyfikowane o potencjalnym zastosowaniu w czujnikach

Elektrody modyfikowane o potencjalnym zastosowaniu
w czujnikach i ogniwach
Celem naszych badań jest przygotowanie, charakteryzacja i zrozumienie działania
elektrod modyfikowanych. Modyfikacja nano- i mikrocząstkami oraz nanorurkami
powoduje zwiększenie ich aktywności katalitycznej i wydajności reakcji
elektrodowych. Są one projektowane pod kątem ich zastosowania do generowania
energii i zastosowania w czujnikach.
Elektrody modyfikujemy nanomateriałami m. in. metodą
“warstwa po warstwie”. Wykorzystujemy oddziaływania
elektrostatyczne
pomiędzy
nanoi/lub
submikroczastkami
o
przeciwnych ładunkach
elektrycznych. Trwałe
warstwy przewodzące
(węglowo-ceramiczne,
węglowe,
węglowozłote, złote) o kontrolowanej grubości otrzymuje się przez naprzemienne zanurzanie elektrody do
zawiesiny cząstek dodatnich i ujemnych.
Te elektrody oraz inne, modyfikowane nanorurkami
węglowymi są dalej modyfikowane enzymami (lakazą lub
oksydazą bilirubiny). Katalizują one redukcję tlenu i są
stosowane jako bezmediatorowe katody w ogniwach
cynkowo-tlenowych, bioogniwach kwas askorbinowy–tlen
oraz fotobioogniwach.
Na tych materiałach obserwuje się także sygnał
woltamperometryczny mioglobiny czy oksydazy glukozy.
Dzięki temu można je wykorzystać do oznaczania
nadtlenku wodoru lub glukozy.
Na
elektrodach
modyfikowanych
nanocząstkami wegla zachodzi katalityczne
utlenianie
wielu
związków
organicznych co pozwala na oznaczanie
neuroprzekaźników wobec substancji
przeszkadzajacych, także w warunkach
mikroprzepływowych. Elektrokatalityczne
utlenianie tiocholiny wykorzystamy w
konstruowanym
czujniku
pestycydów
jednorazowego użytku.
Z kolei elektrody
modyfikowane nanocząstkami złota wykazują zjawisko rezonansu
plazmonów
powierzchniowych
oraz
właściwości
elektrokatalityczne w
stosunku do glukozy.
Kontynuujemy badania elektrod modyfikowanych
hydrofobowymi cieczami zawierającymi próbnik
redoks. Powróciliśmy do archetypowego układu:
procesu redoks dekametyloferrocenu w kropli
polarnego
rozpuszczalnika
np
.
1,2dichloroetanu
i
towarzyszącego
mu
przeniesienia jonu przez granicę faz ciecz-ciecz.
Zostanie
on
zastosowany
do
badania
elektrokatalitycznego wydzielania wodoru i
redukcji tlenu na kroplach cieczy organicznej.
Badania granicy faz ciecz-ciecz są także kontynuwane w ramach projektu
“Kropelki i bąbelki”, którego celem jest zrozumienie podstawowych procesów w
dwufazowych (ciecz-ciecz lub ciecz-gaz) układach mikroprzepływowych. Należą
do nich reakcje przeniesienia jonu przez granicę faz ciecz-ciecz czy reakcja
redukcji tlenu.
Nowe materiały elektrodowe są badane metodą
skaningowej mikroskopii elektrochemicznej w
celu określenia ich lokalnej aktywności
elektrochemicznej. Ta metoda jest także
wykorzystywana do detekcji wodoru I nadtlenku
wodoru generowanego na granicy faz cieczciecz. Przyszły projekt będzie ukierunkowany
na zastosowanie skaningowej mikroskopii
elektrochemicznej do tworzenia mikrowzorów (ang. „micropatterning”) i syntezy
katalizatorów elektrochemicznych.