फेंके गए वाइन कॉर्क अब ऐसे सेंसर बने जो रेड वाइन में कैफिक एसिड का पता लगाते हैं

शोधकर्ताओं ने फेंके गए वाइन कॉर्क से बना एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर विकसित किया है, जो रेड वाइन और अंगूर के रस में कैफिक एसिड को माप सकता है। इस तरह एक आम पेय-अपशिष्ट सामग्री को गुणवत्ता नियंत्रण के लिए एक कम लागत वाले विश्लेषणात्मक उपकरण में बदल दिया गया है।

23 जून को Journal of Solid State Electrochemistry में प्रकाशित इस अध्ययन में बताया गया है कि वैज्ञानिकों ने इस्तेमाल किए गए प्राकृतिक कॉर्क स्टॉपर से लेज़र-प्रेरित ग्राफीन इलेक्ट्रोड कैसे बनाए और उन्हें कैफिक एसिड के सेंसर के रूप में परखा। कैफिक एसिड वाइन, अंगूर के रस, कॉफी, चाय और अन्य खाद्य पदार्थों में पाया जाने वाला एक फेनोलिक यौगिक है। वाइन में फेनोलिक यौगिक रंग, बनावट और सुगंध को आकार देने में मदद करते हैं, और फिनॉल्स का ऑक्सीकरण गहरेपन, कड़वाहट तथा सुगंध और स्वाद की कमी जैसे बदलावों से जुड़ा होता है।

टीम ने ये इलेक्ट्रोड वाइन की बोतलों से निकाले गए फेंके हुए कॉर्क स्टॉपर से बनाए और उनकी तुलना एक व्यावसायिक कॉर्क शीट से बने इलेक्ट्रोड से की। 2.8 W लेज़र मॉड्यूल लगे 3D प्रिंटर का उपयोग करते हुए एक ही लेज़र ग्रैफिटाइज़ेशन चरण में सामग्री को ग्राफीन-जैसे कार्बन में बदला गया। रिपोर्ट की गई परिस्थितियों में प्रत्येक इलेक्ट्रोड लगभग तीन मिनट में तैयार हुआ।

पेपर के अनुसार, शोधकर्ताओं ने बाद में रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्स-रे डिफ्रैक्शन और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से सामग्री का चरित्रांकन किया। इन परीक्षणों से पता चला कि लेज़र उपचार के बाद कॉर्क सतह पर छिद्रयुक्त ग्राफीन-जैसी संरचनाएँ बनीं। लेखकों ने पाया कि प्राकृतिक कॉर्क स्टॉपर, व्यावसायिक एग्लोमरेटेड कॉर्क शीट्स की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं, जिसे उन्होंने संरचना और बनावट के अंतर से जोड़ा। व्यावसायिक शीट्स में अधिक विषमता और कम क्रिस्टलिनिटी दिखी, जबकि कुछ स्टॉपर-आधारित नमूनों में अधिक संगठित ग्राफ़िटिक डोमेन दिखाई दिए।

अध्ययन ने इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन सुधारने के लिए अम्लीय और क्षारीय घोलों का उपयोग करके एक पोस्ट-ट्रीटमेंट चरण भी प्रस्तावित किया। लेखकों ने कहा कि यह सरल सक्रियण प्रक्रिया उच्च-सतह-क्षेत्र वाले लेज़र-प्रेरित ग्राफीन इलेक्ट्रोड की प्रतिक्रिया को उल्लेखनीय रूप से बेहतर बनाती है।

कैफिक एसिड का पता लगाने के लिए शोधकर्ताओं ने साइक्लिक वोल्टैमेट्री का उपयोग करते हुए अलग-अलग pH स्थितियों में कॉर्क-आधारित ग्राफीन सतह पर इस यौगिक के इलेक्ट्रोकेमिकल व्यवहार का अध्ययन किया। इसके बाद उन्होंने इसे मात्रात्मक रूप से मापने के लिए डिफरेंशियल पल्स वोल्टैमेट्री का उपयोग किया। सेंसर ने 30 से 1000 µM तक रैखिक प्रतिक्रिया दिखाई, जिसमें डिटेक्शन लिमिट 133 µmol L−1 और क्वांटिफिकेशन लिमिट 443 µmol L−1 थी।

इस उपकरण को स्थानीय सुपरमार्केट से खरीदे गए वास्तविक पेय नमूनों पर परखा गया: एक ड्राई रेड वाइन और एक औद्योगिक अंगूर रस। शोधकर्ताओं ने वाइन में कैफिक एसिड 19.2 mg L−1 और अंगूर रस में 41.6 mg L−1 मापा।

यह काम जैव-उत्पन्न लेज़र-प्रेरित ग्राफीन में बढ़ती रुचि को आगे बढ़ाता है, जो अधिक पारंपरिक स्क्रीन-प्रिंटेड इलेक्ट्रोड का एक विकल्प हो सकता है। पेपर नोट करता है कि लेज़र-प्रेरित ग्राफीन का अध्ययन सिंथेटिक सब्सट्रेट जैसे पॉलीइमाइड और PVC पर, साथ ही लिग्निन, सेलूलोज़, लकड़ी, पत्तियों, संतरे के छिलके और कॉर्क जैसी प्राकृतिक सामग्रियों पर भी किया गया है।

पेय उत्पादकों के लिए यह तरीका महत्वपूर्ण हो सकता है क्योंकि यह वास्तविक वाइन मैट्रिक्स में फेनोलिक यौगिकों की निगरानी का एक सरल और संभावित रूप से सस्ता तरीका सुझाता है, साथ ही उद्योग के उप-उत्पाद का पुन: उपयोग भी करता है। इससे यह गुणवत्ता आश्वासन कार्यों या बैचों के बीच स्थिरता जांचने के लिए उपयोगी हो सकता है, हालांकि अध्ययन केवल रेड वाइन और अंगूर रस के व्यावसायिक नमूनों तक सीमित था, न कि उत्पादन-स्तर की वाइनरी जांच तक।

लेखकों ने कहा कि यह सेंसर सरलता और कम लागत को जैव-उत्पन्न अपशिष्ट कार्बनयुक्त सामग्री के उपयोग के साथ जोड़ता है। उन्होंने फेंके गए कॉर्क के उपयोग को अपशिष्ट सामग्रियों के अपसाइक्लिंग और विश्लेषणात्मक तकनीकों में कार्बन फुटप्रिंट घटाने की व्यापक दिशा का हिस्सा भी बताया।