به گزارش ایسنا به نقل از دیلی میل، قهوه را می توان برای ایجاد یک پوشش سازگار با محیطزیست مخصوص الکترودهایی بکار برد که امکان دارد روزی به دانشمندان در درک بهتر امواج مغزی انسان کمک کنند.
پژوهشگران "دانشگاه سینسیناتی" (University of Cincinnati) آمریکا در آزمایش خود، از قهوه استفاده کرده اند و دریافته اند که قهوه میتواند یک پوشش کارآمد برای الکترودهایی باشد که طی بررسی های حساس بکار می روند.
آزمایش ها نشان داد که الکترودهای پوشیده از قهوه در مقایسه با الکترودهای فیبر کربنی که به طور سنتی تولید میشوند، برای تشخیص آزاد شدن دوپامین در یک لوله آزمایش، سه برابر کارآمدتر هستند.
این پژوهش، جایگزین ارزان تر و آسان تری برای پوشش های کنونی که از فیبر کربن ساخته شده اند، ارائه می دهد زیرا کار کردن با قهوه آسیاب شده، آسان تر است.
پژوهشگران در مقاله پژوهش خود نوشتند: این ماده در نهایت می تواند به دانشمندان کمک کند تا کنترل بهتری بر فعالیت مغز داشته باشند و سطح انتقال دهنده های عصبی را شناسایی کنند.
تفاله قهوه مصرف شده پیشتر برای ساخت ابرخازن های متخلخل کربن و به منظور ذخیره انرژی مورد استفاده قرار گرفته و یک باطری ارگانیک را ارائه داده است.
استفاده از قهوه میتواند راهی برای استفاده مجدد از مواد، ایجاد حسگرها، دستگاه ها و راه حل های سازگار با محیط زیست در شیمی آلی باشد.
دکتر "اشلی راس" (Ashley Ross)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: من مقالاتی در مورد تولید کربن متخلخل برای ذخیره سازی انرژی دیدم و فکر کردم که شاید بتوانیم از این ماده رسانا در تشخیص نوروشیمی خود استفاده کنیم.
رأس که خود یکی از علاقمندان قهوه است، ادامه داد: و همچنین فکر کردم که این بهانه خوبی برای خرید مقدار زيادي قهوه برای آزمایشگاه است.
میکروالکترودهای سنتی که دانشمندان علوم اعصاب از آن ها استفاده می کنند، معمولا از فیبر کربن ساخته می شوند که از رشته های کربن ریز و جامد تشکیل شده است. ساخت میکروالکترودهای سنتی معمولا یک فرآیند دشوار و پرهزینه را در بر دارد که شامل مراحل بسیار و استفاده از مواد شیمیایی خشن است؛ بنابراین پژوهشگران، حرکتی را برای یافتن جایگزین آن ها آغاز کرده اند.
راس قصد دارد همه الکترودها را با کربن به دست آمده از تفاله قهوه بسازد زیرا این روشی ارزان و سازگار با محیط زیست خواهد بود.
پژوهشگران بعنوان اولین گام برای تحقق این هدف، قهوه به دست آمده از زمین را بعنوان پوششی برای الکترودهای معمولی به کار بردند.
"کامیا لاپسلی" (Kamya Lapsley)، دانشجوی دوره تابستانی آزمایشگاه راس و دانشجوی کنونی "دانشگاه ایالتی کنت" (KSU)، چالش نخست را انجام داد. او کار خود را با گرفتن تفاله های قهوه استفاده شده و حرارت دادن آنها با دمای ۱۳۰۰ درجه فارنهایت آغاز کرد.
پس از اینکه تفاله های قهوه به خوبی سوختند، لاپسلی و همکارانش مواد را به محلول هیدروکسید پتاسیم اضافه کردند که کربن را فعال می سازد و حفره ها را باز می کند. سپس آن ها مخلوط را دوباره حرارت دادند تا هر گونه محصول جانبی نامطلوب را از بین ببرند. آنچه باقی ماند، یک دوغاب جوهری پر از تکه های کربن متخلخل بود. آنها در نهایت، ماده به دست آمده را با آب رقیق کردند و الکترودهای فیبر کربن را در آن غوطه ور کردند و سپس آن ها را با لایه ای از قهوه که ۱۰۰ برابر نازک تر از موی انسان بود، پوشاندند.
لاپسلی و همکارانش از یک روش اسکن سریع برای مقایسه عملکرد الکترودهای پوشش داده شده و بدون پوشش استفاده کردند تا به سنجش مقادیر دوپامین بپردازند که یک انتقال دهنده عصبی است. آن ها با استفاده از این روش، ولتاژی را روی الکترود اعمال کردند تا ترشح دوپامین در مغز را تقلید کنند.
لاپسلی و همکارانش دریافتند که الکترودهای پوشش داده شده با کربن به دست آمده از قهوه، سه برابر بیشتر از الیاف کربن بدون پوشش، به سطح جریان اکسیداتیو می رسند. نتایج این آزمایش نشان می‌دهند که الکترود پوشش داده شده، سطح حساس تری را برای تشخیص دوپامین ارائه می دهد.
راس توضیح داد که ساختار متخلخل نه تنها به مولکول های دوپامین بیشتری امکان می دهد تا در واکنش شرکت کنند، بلکه به دلیل مساحت سطح پوشش، مولکول های دوپامین را بطور لحظه ای در شکاف های الکترود به دام می اندازد. این ویژگی ها ، میزان حساسیت را بالا می برند و به پژوهشگران امکان می‌دهند تا اندازه گیری های سریع تری را انجام دهند. همچنین، تشخیص امواج مغزی را کارآمدتر و دقیق تر می کنند.
پژوهشگران در مرحله بعد، الکترودهای فیبر کربن را از ابتدا با کربن متخلخل حاصل از ضایعات قهوه خواهند ساخت تا تخلخل یکنواختی را نه تنها در سطح، بلکه درون الکترودها ایجاد کند. راس پیش بینی می کند که این کار، توانایی های تشخیص نوروشیمیایی آن ها را افزایش دهد زیرا سطح بیشتری از الکترود در معرض جذب مولکول های دوپامین قرار می گیرد.
راس تصمیم دارد الکترودهای پوشش داده شده با قهوه را در مغز موش های زنده آزمایش کند.
هیچ کمبودی در زمینه تامین مواد اولیه موردنیاز برای انجام دادن مراحل بعدی پروژه وجود نخواهد داشت زیرا به نظر می رسد که همه افراد آزمایشگاه، دم کردن این مواد اولیه را دوست دارند. راس گفت: دانشجویان، کمی تفاله قهوه فراهم کردند که بیش از مقدار مورد نیاز ما بود. همه پژوهشگران آزمایشگاه من، واقعا این پروژه را دوست داشتند.
- 10
- 1
