Development of a Multi-Walled Carbon Nanotube Conductive Paste for Mass Production of Screen Printed Paper-Based Electrochemical Sensors: Application in Bisphenol A Detection in Tap Water

Kağıt tabanlı elektrokimyasal sensörlerin kitlesel üretimi, maliyet etkinliği, taşınabilirlik, hızlı analiz yetenekleri, minimal örnek gereksinimleri ve çevre dostu özellikleri açısından hayati öneme sahiptir. Bu sensörler, çeşitli ortamlarda teşhis, izleme ve analiz için uygun fiyatlı çözümler sunarak, geleneksel sensör teknolojilerine sürdürülebilir ve erişilebilir alternatifler sağlar. Bu çalışmada, kağıt tabanlı elektrokimyasal sensörlerin çoklu üretimi için ekran baskı teknolojisi kullanılarak yeni bir çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) bazlı iletken mürekkep/pasta formülasyonu geliştirilmiştir. Karbon bazlı mürekkep/pasta, A4 kağıdına çalışma ve karşıt elektrotların üst kısımlarının şablonla baskısı için uygun bir doku elde etmek amacıyla uygun bir MWCNT, akrilik boya, dimetil sülfoksit ve sodyum dodesil sülfat kombinasyonundan hazırlanmıştır. Bu arada, çalışma elektrodu ve karşıt elektrodun alt kısmı ile referans elektrotların baskısı için gümüş mürekkep/pasta üretilmekte ve karakterize edilmiştir. Elektrokimyasal ölçümler sırasında elektrotları yalıtmak için, elektrotların baskısından önce ve sonra olmak üzere iki hidrofobik yalıtım tabakası, sırasıyla balmumu ve ekran baskı kullanılarak kağıda basılmıştır. Sensör üretimi tamamlandıktan sonra, mekanik dayanıklılıkları uzun süreli sıvı maruziyeti sonrası değerlendirilmiştir hem elektrokimyasal hem de fiziksel olarak karakterize edilmiştir.. Ayrıca, sensörler sudaki Bisfenol A’nın (BPA) tespiti için uygulanmıştır. BPA tespiti, insan sağlığı üzerindeki potansiyel olumsuz etkileri nedeniyle önemlidir. BPA, gıda ve içecek kaplarında kullanılan plastikler ve reçineler ile diğer tüketici ürünlerinde yaygın olarak bulunan bir kimyasaldır. Araştırmalar, BPA maruziyetinin özellikle östrojen seviyelerini bozabileceğini ve üreme bozuklukları, gelişimsel anormallikler ve belirli kanser türlerinin riskinde artış gibi çeşitli sağlık sorunlarına yol açabileceğini önermektedir. Bu nedenle, BPA seviyelerinin doğru ve maliyet-etkin bir şekilde tespiti, bu potansiyel zararlı bileşiğe maruz kalma risklerinin değerlendirilmesi, düzenleyici önlemlerin uygulanması ve insan maruziyetini en aza indirmek için stratejiler geliştirilmesi açısından hayati öneme sahiptir. Sonuçlar, pSPE'lerin 0.084 µM LOD değerine ve 1.3 µA·mM−1
·cm−2 duyarlılığına sahip olduğunu gösterdi. Bu tezde geliştirilen tek kullanımlık sensörlerin, BPA gibi toksik bileşiklerin düşük maliyetli izlenmesine katkı sağlama potansiyeline sahip olduğu sonucuna varılmıştır.