تبدیل چای کیسه‌ای به حسگری ارزشمند

ایرنا نوشت: یک پژوهشگر پاکستانی با استفاده از چای کیسه‌ای، نانوذرات فلورسنت سازگار با محیط زیست تولید کرد. این ذرات نانو ممکن است به‌عنوان حسگر در کاربردهای مختلف پزشکی به کار گرفته شوند.

عامبر عباس محقق در دانشگاه نیوکاسل در انگلیس با همکاری محققانی از دانشگاه آکسفورد روی استفاده از چای کیسه‌ای کار می‌کردند. این تیم با تبدیل ترکیبات چای کیسه‌ای به نقاط کوانتومی گرافنی (GQDS) به دستاورد جالبی رسیدند. آنها با این نقاط کوانتومی، حسگر انتخابی برای تشخیص آهن در آب آشامیدنی و بیماران پارکینسون طراحی کردند.

محققان و دانشمندان در سراسر جهان مشغول تنظیم دقیق گرافن برای کسب نتایج مطلوب هستند. به‌عنوان مثال، در مارس ۲۰۱۸، پابلو جاریلو - هررو در انستیتوی فناوری ماساچوست (MIT) آمریکا کشف کرد که وقتی دو ورق گرافن با چرخش خاصی روی دیگر قرار می‌گیرد، ساختار ایجاد شده دارای خواص ابررسانایی است.

براساس گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، همین کار به این تیم سرنخ برای توسعه بیشتر را دارد. محققان قصد دارند این ذرات را درخشان کند، اما هیچ باندگپی در گرافن وجود ندارد. با این حال، عباس و تیمش با موفقیت رویکرد متفاوتی در مورد این موضوع انجام دادند.

از چالش های مربوط به گرافن، باند صفر آن است که کارایی نوری آن را محدود می‌کند.

عباس در این زمینه گفت: برای این منظور، من سعی کردم این چالش را با برش ورق گرافن در قطعات کوچک و ایجاد باندگپ حل کنم. در نتیجه، قطعات کوچک از گرافن شروع به فلورسانس کردند. وی همچنین گفت که هدف اصلی آنها توسعه مواد پیشرفته ارزان قیمت است. بنابراین آن‌ها شروع به استفاده از چای کیسه‌ای مصرف شده کردند.

وی افزود: دستور العمل پشت کل این فرآیند این بود که ابتدا با عملیات حرارتی در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد زباله‌های چای سیاه را به ترکیبی سیاه تبدیل کنیم. این ترکیب در دمای ۲۰۰-۲۵۰ درجه سانتی‌گراد در معرض مواد شیمیایی Oxone قرار گرفت. بعد از واکنش ذرات ریز گرافن از آن جدا می‌شوند.

این محقق یادآور شد: ورق های گرافنی در مایع شروع به تابش فلورسنت کردند. این نقاط می‌توانند نور را منتشر کنند، که نشان می‌دهد باندگپ در مواد تشکیل شده است. این تیم توانست GQDها را به یک ماده مؤثر برای حسگری تبدیل کند.

عباس ادامه داد: در مرحله بعد، محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، اندازه، کیفیت و سایر خصوصیات این ساختار را بررسی کردند.

وی تصریح کرد: کل فرآیند آزمایش نشان می‌دهد که یک نقطه کوانتومی از نظر اندازه ۱ تا ۵ نانومتر با ضخامت یک نانومتر است. از این رو ، نقاط کوانتومی گر Graphene Quantum Dots (GQDs) می‌توانند بر اساس رنگ آبی روشن خود، وجود آهن یا حالت‌های آن را تشخیص دهند و ازآن به‌عنوان حسگر استفاده کرد. همانطور که می دانیم، ایجاد آهن در مغز باعث کاهش عملکرد شناختی می‌شود و ممکن است منجر به بیماری آلزایمر شود. از طرف دیگر، تجمع آهن نیز برای سیستم محیطی و آب مضر است.