Page name: ARRSProjekti / 2019 / Visoko zmogljivi nanostrukturirani senzorji akrilamida

Visoko zmogljivi nanostrukturirani senzorji akrilamida

Nazaj na seznam za leto 2019


Oznaka in naziv projekta

J2-1739 Visoko zmogljivi nanostrukturirani senzorji akrilamida
J2-1739 High performance nanostructured acrylamide sensors

Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev

© Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Projektna skupina

Vodja projekta: Kristina Žagar Soderžnik

Sodelujoči raziskovalni organizaciji:

1. Institut »Jožef Stefan«

2. FERI, Univerza v Mariboru

Raziskovalci:

  1. Kristina Žagar Soderžnik (IJS)
  2. Kristina Žužek Rožman (IJS)
  3. Sašo Šturm (IJS)
  4. Anja Korent (Drame) (IJS)
  5. Špela Trafela (IJS)
  6. Martin Petrun (FERI)
  7. Drago Dolinar (FERI)
  8. Beno Klopčič (FERI)

Vsebinski opis projekta

Predlagamo razvoj zanesljivega, zelo občutljivega, selek vnega in prenosnega senzorja za dinamično detekcijo toksičnih organskih spojin (TOC), kot je akrilamid, med predelavo hrane in po njej. Akrilamid (AA) (C H NO) se globalno uporablja pri sintezi polimerov in gelov za obdelavo odpadnih voda in v papirni industriji. Naravno se tvori predvsem pri cvrtju in pečenju krompirja, žit in praženju kavnih zrn. Njegova prisotnost v hrani je nevarna, saj je AA nevrotoksična in genotoksična spojina. Zaradi novih Evropskih predpisov bo veliko povpraševanja po zanesljivih in stroškovno učinkovitih senzorjih v živilski in prehrambni industriji. Do sedaj so se za detekcijo formaldehida uporabljale drage kromatografske in spektroskopske instrumentalne analizne tehnike, ki pa imajo slabost, da so dislocirane od vira ter časovno potratne. Predlagani senzorski element temelji na dveh principih: elektrokemični in uporovni način merjenja. V obeh primerih referenčna elektroda temelji na originalnem preoblikovanju komercialnih sito skanih elektrod (SPE), ki nudijo takojšnje in stroškovno učinkovito zaznavanje. Uporaba novih prevodnih polimerov, tj. prevodnega polianilina (PANI), ki je molekularno v snjen polimer (MIP) za zaznavanje akrilamida, zagotavlja selek vnost. Nadalje, nanostrukturiranje z Au in/ali TiO nanodelci omogoča večjo prevodnost, boljši prenos ionov, lažji dostop analita in posledično višjo občutljivost ter mejo zaznave nižjo od 10 M. Takšen receptorski element bo vgrajen na računalniško pla ormo (SBC), ki bo omogočala branje, obdelavo in prenos podatkov z najsodobnejšo elektroniko za izvajanje elektrokemične in uporovne merilne tehnike. Predlagani demonstrator senzorja za AA v vodi in vodni pari, bo tes ran v laboratoriju in tudi v realnem okolju (TRL 4‐5). Predlagani senzorji imajo neposredno aplikacijo v prehrambni industriji in pokrivajo nišo, ki še ni bila raziskana. Dve raziskovalni organizaciji (Inštitut Jožef Stefan (IJS) in Univerza v Mariboru/Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko/Laboratorij za vodenje elektromehanskih strojev (UM FERI) bosta prispevali k projektnemu cilju, ki je delujoči senzor AA v vodi in vodni pari (TRL 4–5). IJS je zadolžen za sintezo in modifikacijo nanostrukturiranega MIP PANI receptorskega elementa. Elektrokemijsko zaznavanje AA v vodni raztopini izvaja JSI, ki sledi mu UM FERI z izdelavo merilnega pretvornika za elektrokemijsko senzorsko napravo. Uporovno zaznavanje AA v vodni pari bo testno izvedeno v merilni komori (UM FERI) nakar bo oblikovan bo merilni pretvornik za uporovno senzorsko napravo. Predlagana visoka raven interdisciplinarnega znanstvenega in strokovnega znanja projektne skupine ponuja edinstveno priložnost razvoja znanstvene odličnosti. Slednjo bomo izkoristili na primeru predlagane razvite nove tehnologije z dodano vrednostjo, ki je ključ za rešitev perečih analitskih problemov. S tem je projekt v skladu s Slovenskimi pametnimi specializiranimi strategijami (S4) v aspektu materialov kot končnih produktov, pametnih mest in skupnosti in tovarn prihodnosti. Tako zagotavljamo matrico za nova znanja uporabna na področjih okolja, raziskav in zaščite javnega zdravstva, energije, industrije in širše. Projekt direktno vpliva na slovensko ekonomijo z premostitvijo srednjih še ne reprezentativnih TRL nivojev (3‐6) saj cilja na nivo TRL (4‐5), ki bo uresničen preko razvoja naprednih produktov, ki bodo v prihodnosti zagotovili poslovanje Slovenije na evropskih in svetovnih trgih.

Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani. Povezava na SICRIS.

Faze projekta in opis njihove realizacije

1. Faza

2. Faza

3. Faza

Bibliografske reference


Nazaj na seznam projektov po letih