Kredit:CC0 Public Domain
Sedan några år tillbaka har förbrukad spannmål, spannmålsresterna från bryggerier, återanvänts i djurfoder. Detta material skulle också kunna användas inom nanoteknik. Professor Federico Roseis team vid Institut national de la recherche scientifique (INRS) har visat att mikrobryggeriavfall kan användas som en kolkälla för att syntetisera kvantprickar. Arbetet, gjort i samarbete med Claudiane Ouellet-Plamondon från École de technologie supérieure (ÉTS), publicerades i Royal Society of Chemistrys tidskrift RSC Advances .
Ofta betraktas som "konstgjorda atomer", kvantprickar används vid överföring av ljus. Med en rad intressanta fysikalisk-kemiska egenskaper har denna typ av nanoteknik framgångsrikt använts som sensor inom biomedicin eller som lysdioder i nästa generations displayer. Men det finns en nackdel. Nuvarande kvantprickar produceras med tunga och giftiga metaller som kadmium. Kol är ett intressant alternativ, både för dess biokompatibilitet och dess tillgänglighet.
Ett miljöansvar
Valet av bryggeriavfall som källmaterial kom från Daniele Benetti, postdoktor vid INRS, och Aurel Thibaut Nkeumaleu, masterstudenten vid ÉTS som ledde arbetet. I grund och botten ville de utföra olika experiment med hjälp av tillgängliga material. Så här kom forskarna att samarbeta med Brasseurs de Montréal för att få fram deras spannmålsrester.
"Användningen av förbrukad spannmål framhäver både en miljöansvarig inställning till avfallshantering och ett alternativt råmaterial för syntes av kolkvantprickar, ur ett cirkulärt ekonomiperspektiv", säger professor Rosei.
Fördelen med att använda bryggeriavfall som en källa till kolkvantprickar är att det är naturligt berikat med kväve och fosfor. Detta undviker behovet av rena kemikalier.
"Den här forskningen var väldigt rolig och belyser vad vi kan göra med ölets biprodukter", säger Claudiane Ouellet-Plamondon, Kanadas forskningsordförande i hållbara multifunktionella konstruktionsmaterial vid ÉTS. "Dessutom ligger ÉTS på platsen för det tidigare Dow-bryggeriet, ett av de viktigaste bryggerierna i Quebec fram till 1960-talet. Så det finns en historisk och arvsmässig koppling till detta arbete."
En tillgänglig metod
Förutom att använda biobaserat material ville forskargruppen visa att det var möjligt att producera kolkvantprickar med gemensamma medel. Forskarna använde en inhemsk mikrovågsugn för att förkolna det använda spannmålet, vilket resulterade i ett svart pulver. Den blandades sedan med destillerat vatten och sattes tillbaka i mikrovågsugnen. En passage i centrifugen och avancerad filtrering gjorde det möjligt att erhålla kvantprickarna. Deras färdiga produkt kunde upptäcka och kvantifiera tungmetaller, såväl som andra föroreningar som påverkar vattenkvalitet, miljö och hälsa.
Nästa steg blir att karakterisera dessa kolkvantprickar från bryggeriavfall, bortom proof of concept. Forskargruppen är övertygad om att denna nanoteknik har potential att bli sofistikerade detektionssensorer för olika vattenhaltiga lösningar, även i levande celler. + Utforska vidare
