Doktorantki i naukowcy z Politechniki Gdańskiej oraz Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk z sukcesem przekształcili liście kapusty pekińskiej w materiał, który może być wykorzystany w sensorach do zastosowań spożywczych, medycznych i środowiskowych. Przełomowe badania koncentrowały się na tzw. upcyklingu odpadów organicznych poprzez proces pirolizy.
Zespół badawczy z międzywydziałowego koła naukowego RedOX pod opieką prof. Katarzyny Siuzdak z IMP PAN, prof. Andrzeja Nowaka oraz prof. Jacka Ryla z Politechniki Gdańskiej wykorzystał liście kapusty wzbogacone w miedź jako organiczny odpad do wytwarzania aktywnego węgla służącego do wykrywania kwasu askorbinowego (witaminy C).
„Badania koncentrowały się na wykorzystaniu liści kapusty wzbogaconych w miedź jako organicznego odpadu do wytwarzania aktywnego węgla, który służy do wykrywania kwasu askorbinowego (witaminy C). Wykazaliśmy, że odpady organiczne po odpowiednim przetworzeniu mogą być używane do produkcji materiałów elektrodowych stosowanych w sensorach”, mówi dr inż. Wiktoria Lipińska z IMP PAN, absolwentka Politechniki Gdańskiej.
Proces badawczy składał się z kilku etapów. Mgr Angelika Łepek, doktorantka w Szkole Doktorskiej na Politechnice Gdańskiej, wyjaśnia: „Najpierw cięłyśmy liście kapusty na kawałki i zanurzałyśmy je w solach miedzi o różnych stężeniach. Następnie poddałyśmy pirolizie w obojętnej atmosferze i otrzymywałyśmy proszek z węgla i miedzi, który wykorzystałyśmy do modyfikacji szklanej elektrody węglowej. W kolejnym etapie badałyśmy jej właściwości elektrochemiczne pod względem wykrywania witaminy C”.
Mgr inż. Stefania Wolff, doktorantka w Szkole Doktorskiej PG i IMP PAN, dodaje: „Potem udowodniłyśmy, że materiał wytworzony przez nas na bazie odpadów z kapusty może być użyteczny w sensorach do zastosowań spożywczych, czyli do oznaczania stężenia witaminy C w soku owocowym”.
Efekty badań finansowanych z programu TECHNETIUM zostały opisane w artykule „Catalytic properties of copperions enriched cabbage-based carbon materials towards ascorbic acid detection” w wysoko punktowanym czasopiśmie Sustainable Materials and Technologies (200 punktów) oraz zaowocowały zgłoszeniem patentowym.
W skład zespołu badawczego weszły członkinie KN RedOX: dr inż. Wiktoria Lipińska jako pierwsza autorka artykułu, mgr Angelika Łepek, mgr inż. Stefania Wolff, a także prof. Jacek Ryl, dr hab. inż. Andrzej Nowak oraz dr hab. inż. Katarzyna Siuzdak jako kierownik projektu.
Działające od dwóch lat Koło Naukowe RedOX PG jest pierwszym kołem naukowym w Polsce afiliowanym przy The Electrochemical Society. Inicjatywa skupia studentów i doktorantów zainteresowanych elektrochemią, fotochemią, katalizą i zagadnieniami pokrewnymi, a jej celem jest rozwój wiedzy i umiejętności z obszaru elektrochemii oraz prowadzenie badań podstawowych i wdrożeniowych.
Prof. Jacek Ryl, opiekun koła RedOx, mówi o planach dalszego rozwoju: „W kolejnych etapach badań proszki uzyskane w ramach opisanych w artykule badań, będziemy włączać do matrycy polimerowej, aby następnie móc drukować elektrody do sensorów. Tę tematykę zainicjowaliśmy w ramach projektu z grantu pozyskanego w programie Sonata Bis”.
Członkowie RedOX zajmują się także rozwojem różnych technologii druku 3D w elektrochemii, co otwiera nowe możliwości zastosowania opracowanych materiałów w produkcji zaawansowanych sensorów.