Les électrodes enzymatiques sont utiles dans une gamme d'applications, y compris les systèmes de biodétection et les dispositifs électrochimiques. Les biopiles (BFC) sont des candidats particulièrement prometteurs pour alimenter une variété de dispositifs bioélectroniques en convertissant l'énergie biochimique en électricité dans des conditions biologiques douces.

Malgré leurs caractéristiques, la plupart des biopiles fournissent une faible puissance de sortie et une stabilité opérationnelle à court terme en raison de leur faible transfert d'électrons entre les enzymes et les électrodes et entre les enzymes voisines. Ces problèmes de transfert d'électrons sont étroitement liés aux performances de presque tous les capteurs électrochimiques, y compris les BFC et d'autres composants bioélectroniques.

Dans Revues de physique appliquée , des scientifiques coréens et américains comblent ces lacunes via un assemblage amphiphile destiné à préparer des biopiles performantes.

L'approche, qui peut induire des interactions interfaciales favorables entre les électrocatalyseurs et améliorer considérablement la cinétique de transfert d'électrons des électrodes, a généré des biopiles hybrides à haute puissance et bonne stabilité de fonctionnement.

"Notre nouvelle conception d'électrode utilisant un assemblage amphiphile, qui rompt avec la perspective commune d'immobilisation d'enzymes, peut maximiser le transfert d'électrons aux interfaces enzyme/enzyme et enzyme/électrode ainsi que réaliser une stabilité opérationnelle élevée, induisant la formation d'un parfait et couche d'enzymes nanomélangées », a déclaré l'auteur Cheong Hoon Kwon.

La méthode a induit des interactions interfaciales favorables entre les électrocatalyseurs et une cinétique de transfert d'électrons améliorée des électrodes. Il a atteint une charge de masse sans précédent d'enzyme hydrophile et de nanoparticules métalliques hydrophobes/conductrices et a considérablement augmenté l'efficacité du transfert d'électrons et la densité de courant.

Des multicouches assemblées amphiphiles composées de glucose oxydases dans des milieux aqueux et de nanoparticules hydrophobes/conductrices dans des milieux non polaires ont été déposées sur des fibres de coton/textile pour former l'anode, ce qui a considérablement augmenté l'efficacité du transfert d'électrons et la stabilité d'immobilisation. La cathode a été formée en pulvérisant du platine sur les fibrilles de coton recouvertes de nanoparticules d'or pour améliorer l'efficacité de la réaction de réduction de l'oxygène.

Les chercheurs pensent que la méthode d'assemblage peut fournir une base pour la préparation d'une variété de dispositifs électrochimiques à haute performance, y compris les biopiles.

"Nos résultats pourraient présenter un intérêt considérable pour divers chercheurs et ingénieurs travaillant dans les domaines de l'auto-assemblage, de la conversion d'énergie et des capteurs électrochimiques, en plus des BFC", a déclaré Jinhan Cho, co-auteur de l'article. + Explorer plus loin

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