Revista de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica

Revelando la ingeniería de corrosión influenciada microbiológicamente para transformar los daños en beneficios: un sensor textil para la detección de H2O2 en aplicaciones clínicas

Mohamed Asif

Con el creciente interés en la investigación de electrocatalizadores económicos, la transformación de los daños en beneficios para preparar materiales de electrodos útiles es una estrategia ideal para alcanzar los objetivos. La ingeniería de corrosión convierte los procesos de corrosión dañinos en nanoestructuras de catalizadores de alto rendimiento. En este trabajo, desarrollamos una estrategia de ingeniería de corrosión económica y a gran escala para la transformación de valor agregado de sustratos de hierro de bajo costo en un electrodo flexible de Cu-Fe(OH)2-FeS altamente eficiente depositado en un tejido de poliéster (PCF) mediante un proceso de recubrimiento electrolítico combinado con un producto de corrosión asistido por microbios. Las bacterias anaeróbicas reductoras de sulfato (SRB) que convierten el sulfato en sulfuro desempeñan un papel vital para llevar a cabo la construcción del electrodo Cu-Fe(OH)2-FeS/PCF que revela un alto rendimiento de detección electroquímica para H2O2 con un amplio rango lineal y un límite de detección bajo de 0,2 nM (S/N=3). La actividad mejorada surge de nanoláminas densamente depositadas de óxidos/hidróxidos de metales de transición, una plétora de sitios activos superficiales y un efecto sinérgico entre especies Cu-Fe(OH)2 y FeS. Más importante aún, se ha descubierto que los iones S2− que sirven como cocatalizador alimentan continuamente a los electrones durante la reducción de Fe(III) y Cu(II), lo que acelera los ciclos redox de Fe(III)/Fe(II) y Cu(II)/Cu(I), mejorando aún más la reducción electrocatalítica de H2O2. Con la alta sensibilidad lograda, el electrodo Cu-Fe(OH)2-FeS/PCF también se ha aplicado prácticamente en el seguimiento in vitro en tiempo real del H2O2 excretado de diferentes líneas celulares de cáncer cerebral humano y normal, así como en detecciones sensibles in situ de H2O2 liberado de tejidos de tumores cerebrales humanos. Este trabajo presenta una buena manera de cerrar la brecha entre la molesta ingeniería de corrosión tradicional y las tecnologías electroquímicas emergentes.