Une solution très créative impliquant l'impression de capteurs électrochimiques sur des feuilles d'arbres tombées a été présentée par une équipe de chercheurs au Brésil dirigée par Bruno Janegitz, professeur à l'Université fédérale de São Carlos (UFSCar) et chef de son laboratoire de capteurs, Nanomédicaments et matériaux nanostructurés (LSNANO), et Thiago Paixão, professeur à l'Université de São Paulo (USP) et responsable de son laboratoire de langues électroniques et de capteurs chimiques (L2ESQ).

L'initiative a été soulignée dans un article publié dans la revue ACS Sustainable Chemistry &Engineering. .

"Nous avons utilisé un CO₂ laser pour imprimer le dessin d'intérêt sur une feuille par pyrolyse et carbonisation. Nous avons ainsi obtenu un capteur électrochimique destiné à déterminer les niveaux de dopamine et de paracétamol. C'est très simple à utiliser. Une goutte de la solution contenant l'un de ces composés est placée sur le capteur, et le potentiostat auquel il est couplé affiche la concentration", a expliqué Janegitz.

En termes simples, le faisceau laser brûle la feuille dans un processus pyrolytique qui convertit sa cellulose en graphite, et le corps en graphite est imprimé sur la feuille dans une forme adaptée pour fonctionner comme un capteur. Durant le processus de fabrication, les paramètres du CO₂ Le laser, y compris la puissance du laser, la vitesse de balayage de la pyrolyse et l'espacement du balayage, sont systématiquement ajustés pour obtenir des résultats optimaux.

"Les capteurs ont été caractérisés par des méthodes morphologiques et physico-chimiques, permettant une exploration exhaustive de la nouvelle surface carbonisée générée sur les feuilles", a déclaré Janegitz.

« De plus, l'applicabilité des capteurs a été confirmée par des tests impliquant la détection de la dopamine et du paracétamol dans des échantillons biologiques et pharmaceutiques. Pour la dopamine, le système s'est avéré efficace dans une plage linéaire de 10 à 1 200 micromoles par litre, avec une limite de détection de 1,1. micromoles par litre. Pour le paracétamol, le système a bien fonctionné dans une plage linéaire de 5 à 100 micromoles par litre, avec une limite de détection de 0,76."

Dans les tests impliquant la dopamine et le paracétamol, menés comme preuve de concept, les capteurs électrochimiques dérivés de feuilles d'arbres tombées ont atteint des performances analytiques satisfaisantes et une reproductibilité remarquable, soulignant leur potentiel comme alternative aux substrats conventionnels.

Remplacer les matériaux conventionnels par des feuilles d'arbres tombées entraîne des gains significatifs en termes de réduction des coûts et, surtout, de durabilité environnementale. "Les feuilles auraient été incinérées ou, au mieux, compostées. Au lieu de cela, elles ont été utilisées comme substrat pour des appareils à haute valeur ajoutée, ce qui constitue une avancée majeure pour la fabrication de capteurs électrochimiques de nouvelle génération", a déclaré Janegitz.