Os eletrodos enzimáticos são úteis em uma variedade de aplicações, incluindo sistemas de biossensores e dispositivos eletroquímicos. As células de biocombustível (BFCs) são candidatos especialmente promissores para alimentar uma variedade de dispositivos bioeletrônicos, convertendo energia bioquímica em eletricidade sob condições biológicas brandas.
Apesar de suas características, a maioria das células de biocombustível fornece baixa potência e estabilidade operacional a curto prazo devido à baixa transferência de elétrons entre enzimas e eletrodos e entre enzimas vizinhas. Esses problemas de transferência de elétrons estão intimamente relacionados ao desempenho de quase todos os sensores eletroquímicos, incluindo BFCs e outros bioeletrônicos.

Em Revisões de Física Aplicada , cientistas da Coréia e dos Estados Unidos abordam essas deficiências por meio de um conjunto anfifílico projetado para preparar células de biocombustível de alto desempenho.

A abordagem, que pode induzir interações interfaciais favoráveis ​​entre eletrocatalisadores e melhorar significativamente a cinética de transferência de elétrons dos eletrodos, gerou células de biocombustível híbridas com alta potência e boa estabilidade operacional.

"Nosso novo projeto de eletrodo usando um conjunto anfifílico, que rompe com a perspectiva comum de imobilização enzimática, pode maximizar a transferência de elétrons nas interfaces enzima/enzima e enzima/eletrodo, bem como obter alta estabilidade operacional, induzindo a formação de um perfeito e camada de enzimas nanoblended", disse o autor Cheong Hoon Kwon.

O método induziu interações interfaciais favoráveis ​​entre eletrocatalisadores e melhorou a cinética de transferência de elétrons dos eletrodos. Ele alcançou um carregamento em massa sem precedentes de enzimas hidrofílicas e nanopartículas metálicas hidrofóbicas/condutoras e aumentou muito a eficiência de transferência de elétrons e a densidade de corrente.

Multicamadas montadas anfifílicas compostas de oxidases de glicose em meio aquoso e nanopartículas hidrofóbicas/condutoras em meio apolar foram depositadas em fibra de algodão/têxtil para formar o ânodo, que aumentou notavelmente a eficiência de transferência de elétrons e estabilidade de imobilização. O cátodo foi formado por pulverização de platina nas fibrilas de algodão revestidas com nanopartículas de ouro para melhorar a eficiência da reação de redução de oxigênio.

Os pesquisadores acreditam que o método de montagem pode fornecer uma base para a preparação de uma variedade de dispositivos eletroquímicos de alto desempenho, incluindo células de biocombustível.

"Nossos resultados podem ser de interesse significativo para vários pesquisadores e engenheiros que trabalham nas áreas de automontagem, conversão de energia e sensores eletroquímicos, além de BFCs", disse Jinhan Cho, coautor do artigo. + Explorar mais

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