Группа исследователей из Федерального университета Сан-Карлоса (UFSCar) в штате Сан-Паулу, Бразилия, разработала датчик, который может идентифицировать нитрит натрия (NaNO₂) в различных напитках, включая минеральную воду, апельсиновый сок и вино. Эта неорганическая соль используется в качестве консерванта и фиксатора, придавая таким продуктам, как ветчина, бекон и колбасы, розовый или красный цвет. В зависимости от количества нитрит натрия может вызывать серьёзные проблемы со здоровьем, приводя к образованию нитрозаминов — канцерогенных соединений.
«Этот риск побудил нас разработать простой, быстрый и доступный способ обнаружения соединения и обеспечения качества и безопасности потребления жидкости», — говорит Бруно Кампос Янегиц, руководитель Лаборатории сенсоров, наномедицины и наноструктурированных материалов (LSNano) в UFSCar. Янегиц координировал исследование, которое было опубликовано в журнале Microchimica Acta.
«Обнаружение [NaNO₂] в напитках, особенно в винах, важно для контроля качества, поскольку его использование законодательно не разрешено в Бразилии и большинстве стран», — пишут авторы в статье.
Как работает датчик
По словам исследователя, проекты LSNano направлены на использование материалов с недорогих платформ, которые создают добавленную стоимость при бережном отношении к окружающей среде. В данном случае пробка была выбрана в качестве отправной точки, поскольку она лёгкая, натуральная и недорогая.
Образцы были отмечены лазером, чтобы превратить их в графен — высокопроводящую форму углерода. «Этот процесс является устойчивым, не требует токсичных реагентов и приводит к получению высокопроводящего материала, что важно, поскольку нитрит подвергается хорошо известному электрохимическому окислению. Поэтому нам нужен высокопроводящий датчик для обнаружения соединения», — объясняет Янегиц.
Затем на пробку нанесли водонепроницаемый спрей, чтобы предотвратить проникновение жидкости в материал и нарушение работы датчика. Затем нанесли слой лака для ногтей, чтобы ограничить модифицированную область. Образцы поместили в духовку при температуре 40 °C на 30 минут для сушки и оптимизации параметров лазера.
На следующем этапе проекта образцы воды, апельсинового сока и вина, разбавленные в растворе электролита с солями, имитирующими нитрит, поместили на графен.
Результаты показали, что датчик работал превосходно, с высокой чувствительностью и хорошей стабильностью. Он смог обнаружить нитрит в концентрациях, соответствующих нормам безопасности пищевых продуктов и окружающей среды.
Проект всё ещё находится на стадии лабораторной проверки, и для практического использования необходимы доработки конструкции.
Предоставлено FAPESP.