Forskere har oppdaget at et belegg av porøst karbon på elektrodene øker strømningshastigheten med tre ganger.
«Den porøse strukturen til materialet tillater merantall dopaminmolekyler for å delta i reaksjonen, i tillegg fanger den karbonbelagte elektroden opp dopamin i naturlige overflateuregelmessigheter, sier Ashley Ross, studieleder. "Disse egenskapene øker følsomheten til elektroden og tillater eksperimenter som krever høy presisjon."
Kaffegrut har tidligere blitt brukt til å lage porøse karbonkondensatorer. Dette er imidlertid den første erfaringen med å bruke dette materialet i nevrokjemi.
Tradisjonelle mikroelektroder, som brukes inevrovitenskap, er laget av karbonfiber - tynne, harde karbontråder bundet sammen. Fremstillingen av slike elektroder er som regel en arbeidskrevende og kostbar prosess. Bruk av kaffegrut vil redusere kostnadene for slike sensorer betydelig, sier Ross.
I sitt arbeid tørket forskerne kaffetykk, hvoretter den ble oppvarmet i en rørovn til en temperatur på ca. 700°C. Det resulterende materialet ble plassert i en kaliumhydroksidløsning for å aktivere karbonet og danne en porøs struktur. Forskerne varmet deretter opp blandingen under en nitrogenatmosfære for å fjerne eventuelle urenheter. En svart suspensjon ble oppnådd fra porøse karbonpartikler.
På det siste stadiet fortynnet forskere det oppnåddesuspensjon med vann og elektrodene ble dyppet i løsningen. Som et resultat ble det dannet en karbonfilm på overflaten, nesten 100 ganger tynnere enn et menneskehår.
Forskerne sammenlignet egenskapene til belagt ogubelagte elektroder for å oppdage små mengder dopamin ved syklisk voltammetri. Under eksperimentet endret spenningen på elektroden seg raskt, noe som førte til vekselvis oksidasjon og reduksjon av dopamin.
Det viste seg at karbonbelagte sensorer i treganger akselerere reaksjonshastigheten. Den utviklede metoden gjør det mulig å registrere frigjøring av nevrotransmitteren like raskt som det skjer i hjernen.
"Det nye materialet vil hjelpe oss å bedre forstå hjerneaktivitet og oppdage små nivåer av nevrotransmitterforandringer," sier Ross.
På neste trinn planlegger teamet hennes å lage en elektrode som utelukkende skal bestå av kaffeavfall.
Les mer:
«James Webb» tok historiens klareste bilde av en stjerne
Frivillig død. Vi forteller hvordan eutanasi-prosedyren fungerer over hele verden
Forskere snubler over 1500 år gammel arkeologisk anomali