นักวิทยาศาสตร์พบว่าการเคลือบคาร์บอนที่มีรูพรุนบนอิเล็กโทรดมีความเร็วเพิ่มขึ้นสามเท่าอัตราการไหล
“โครงสร้างที่มีรูพรุนของวัสดุช่วยให้มากขึ้นจำนวนโมเลกุลของโดปามีนที่จะเข้าร่วมในปฏิกิริยา นอกจากนี้ อิเล็กโทรดที่เคลือบคาร์บอนจะจับโดปามีนในความผิดปกติของพื้นผิวตามธรรมชาติชั่วขณะ แอชลีย์ รอส หัวหน้าการศึกษากล่าว "คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยเพิ่มความไวของอิเล็กโทรดและช่วยให้ทำการทดลองที่ต้องการความแม่นยำสูงได้"
ก่อนหน้านี้มีการใช้กากกาแฟเพื่อทําตัวเก็บประจุคาร์บอนที่มีรูพรุนการประยุกต์ใช้วัสดุนี้ในประสาทเคมี
ไมโครอิเล็กโทรดแบบดั้งเดิมซึ่งใช้ในประสาทวิทยาศาสตร์ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ - เส้นคาร์บอนแข็งบาง ๆ ผูกเข้าด้วยกัน การผลิตอิเล็กโทรดดังกล่าวมักเป็นกระบวนการที่ลำบากและมีราคาแพง การใช้กากกาแฟจะช่วยลดต้นทุนของเซ็นเซอร์ดังกล่าวได้อย่างมาก Ross กล่าว
ในงานของพวกเขา นักวิจัยทำกาแฟแห้งหนา หลังจากนั้นก็ให้ความร้อนในเตาหลอมแบบหลอดที่อุณหภูมิประมาณ 700 องศาเซลเซียส วัสดุที่เป็นผลลัพธ์ถูกใส่ลงในสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อกระตุ้นคาร์บอนและสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุน จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้อุ่นส่วนผสมใหม่ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนเพื่อขจัดสิ่งสกปรก ได้สารแขวนลอยสีดำจากอนุภาคคาร์บอนที่มีรูพรุน
ในขั้นตอนสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์ได้เจือจางผลลัพธ์แขวนลอยด้วยน้ำและจุ่มอิเล็กโทรดลงในสารละลาย เป็นผลให้เกิดฟิล์มคาร์บอนขึ้นบนพื้นผิวซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์เกือบ 100 เท่า
นักวิจัยเปรียบเทียบลักษณะของอิเล็กโทรดที่เคลือบและไม่เคลือบผิวเพื่อตรวจหาโดปามีนจํานวนเล็กน้อยผ่านการวัดโวลแทมเมทรีแบบวัฏจักรในระหว่างการทดลองแรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรดเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วซึ่งนําไปสู่การเกิดออกซิเดชันสลับและการลดโดปามีน
ปรากฎว่าเซ็นเซอร์เคลือบคาร์บอนในสามครั้งเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยา วิธีการที่พัฒนาขึ้นทำให้สามารถแก้ไขการปลดปล่อยสารสื่อประสาทได้เร็วที่สุดเท่าที่เกิดขึ้นในสมอง
"วัสดุใหม่นี้จะช่วยให้เราเข้าใจการทำงานของสมองได้ดีขึ้นและตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสารสื่อประสาทในระดับนาที" Ross กล่าว
ในขั้นต่อไป ทีมงานของเธอวางแผนที่จะสร้างอิเล็กโทรดที่ประกอบด้วยเศษกาแฟเหลือทิ้งทั้งหมด
อ่านเพิ่มเติม:
"เจมส์ เวบบ์" ถ่ายดาราชัดสุดในประวัติศาสตร์
ความตายโดยสมัครใจ เราบอกวิธีการทำงานของนาเซียเซียทั่วโลก
นักวิทยาศาสตร์สะดุดกับความผิดปกติทางโบราณคดีอายุ 1,500 ปี