Investigadores encabezados por el profesor Dr. Wolfgang Schuhmann en la Ruhr-Universität Bochum han desarrollado un nuevo electrodo para analizar las concentraciones de iones de litio. A diferencia de los sistemas tradicionales, podría fabricarse en un formato pequeño a bajo costo. La clave es el material litio-hierro-fosfato, que también se utiliza en baterías de iones de litio. El principio de funcionamiento podría aplicarse al análisis de otros iones, como los necesarios para análisis de sangre y pruebas industriales. El equipo informa sus hallazgos en la revista Angewandte Chemie Edición internacional.
A los fines de análisis de sangre y pruebas industriales, a menudo es necesario medir la concentración de iones específicos. En la actualidad, los dispositivos relevantes son grandes y no se pueden producir a bajo costo. Un nuevo electrodo seco podría cambiar todo eso.
Los sistemas de mini análisis para concentraciones de iones han presentado un desafío considerable para los desarrolladores hasta la fecha. Tenían que encontrar un compromiso entre el tamaño, los costos y los resultados reproducibles.
El equipo de investigación encabezado por el Dr. Wolfgang Schuhmann del Centro de Ciencias Electroquímicas de la Ruhr-Universität Bochum en la revista "Angewandte Chemie International Edition" delineó una solución a este problema. Los investigadores diseñaron un electrodo que mide la concentraciónde iones positivos específicos de manera estable y podrían producirse en masa a bajo costo. El electrodo podría ser incluso más pequeño que 100 micrómetros y fabricarse simplemente imprimiendo una pasta.
Principio de análisis hasta la fecha
Los denominados electrodos selectivos de iones pueden, por ejemplo, medir la concentración de iones positivos como los iones de sodio, potasio, calcio, magnesio y litio. Tienen una membrana que es permeable solo al tipo de ión seleccionado que se va a analizarAnteriormente, el sistema de análisis contenía una solución electrolítica, que también contiene el tipo de ion que debe analizarse.
El principio es el siguiente: los iones migran a través de la membrana hasta que su concentración es igual en ambos lados. Dado que los iones están cargados positivamente, la carga eléctrica dentro del sistema de análisis será diferente de la del líquido analizado. Un electrodo de referencia sumergidoen la solución electrolítica mide la diferencia en la carga eléctrica. En función del resultado medido, se puede calcular la concentración de los iones analizados.
Selección del material del electrodo crucial
Si tal sistema se realizara en un formato pequeño, no ofrecería suficiente espacio para la solución electrolítica. Sin embargo, el equipo de Schuhmann encontró una manera de fabricar un electrodo completamente sin ese líquido. Esto solía ser un problema,especialmente en el caso de electrodos que miden la concentración de iones con carga positiva.
"La solución fue sorprendentemente simple", dice Schuhmann. En lugar de usar una solución electrolítica que contenga los iones que se analizarán, los químicos desplegaron material de electrodo sólido que es directamente sensible al tipo de iones que debe analizarse.Para detectar iones de litio, utilizaron fosfato de hierro y litio. Esta sustancia tiene la capacidad de almacenar iones de litio temporalmente y liberarlos en un momento posterior.
Una prueba de 42 días realizada en el curso del estudio actual reveló que el sistema proporciona resultados de análisis estables durante un largo período de tiempo. "Ahora tenemos que buscar otros materiales de electrodos con la capacidad de almacenar otros iones cargados positivamente, como los iones de sodio o potasio ", dice Schuhmann." Nuestro progreso hasta ahora ha sido alentador ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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