Wetenschappers hebben ontdekt dat een coating van poreuze koolstof op de elektroden de stroomsnelheid drie keer versnelt.
“De poreuze structuur van het materiaal laat meer toeaantal dopamine-moleculen om deel te nemen aan de reactie, bovendien vangt de met koolstof beklede elektrode tijdelijk dopamine op in natuurlijke oppervlakte-onregelmatigheden, zegt Ashley Ross, onderzoeksleider. "Deze eigenschappen verhogen de gevoeligheid van de elektrode en maken experimenten mogelijk die hoge precisie vereisen."
Koffiedik is eerder gebruikt om poreuze koolstofcondensatoren te maken. Dit is echter de eerste ervaring met het gebruik van dit materiaal in de neurochemie.
Traditionele micro-elektroden, die worden gebruikt inneurowetenschap, zijn gemaakt van koolstofvezel - dunne, stevige koolstofstrengen die aan elkaar zijn gebonden. De vervaardiging van dergelijke elektroden is doorgaans een arbeidsintensief en kostbaar proces. Het gebruik van koffiedik zou de kosten van dergelijke sensoren aanzienlijk verlagen, zegt Ross.
In hun werk hebben de onderzoekers koffie gedroogddik, waarna het in een buisoven werd verhit tot een temperatuur van ongeveer 700°C. Het resulterende materiaal werd in een kaliumhydroxideoplossing geplaatst om de koolstof te activeren en een poreuze structuur te vormen. De wetenschappers verwarmden het mengsel vervolgens onder een stikstofatmosfeer om eventuele onzuiverheden te verwijderen. Uit poreuze koolstofdeeltjes werd een zwarte suspensie verkregen.
In de laatste fase verdunnen wetenschappers het resulterendesuspensie met water en de elektroden werden in de oplossing gedompeld. Als resultaat werd er een koolstoffilm gevormd op het oppervlak, bijna 100 keer dunner dan een mensenhaar.
De onderzoekers vergeleken de kenmerken van gecoate enongecoate elektroden om kleine hoeveelheden dopamine te detecteren door cyclische voltammetrie. Tijdens het experiment veranderde de spanning op de elektrode snel, wat leidde tot afwisselende oxidatie en reductie van dopamine.
Het bleek dat met koolstof gecoate sensoren in driekeer versnellen de snelheid van reacties. De ontwikkelde methode maakt het mogelijk om de afgifte van de neurotransmitter zo snel te fixeren als deze in de hersenen plaatsvindt.
"Het nieuwe materiaal zal ons helpen de hersenactiviteit beter te begrijpen en minieme niveaus van neurotransmitterverandering te detecteren", zegt Ross.
In de volgende fase is haar team van plan om een elektrode te maken die volledig uit koffieafval zal bestaan.
Lees verder:
"James Webb" nam de duidelijkste foto van een ster in de geschiedenis
Vrijwillig overlijden. We vertellen hoe de euthanasieprocedure over de hele wereld werkt
Wetenschappers stuiten op 1500 jaar oude archeologische anomalie