Multilayer polyelectrolyte films containing prussian blue nanoparticles as hydrogen peroxide sensor.

Nanometer thick polymer based materials with nanoinhomogeneities embedded in the polymer matrix posses a number of specific properties, pertaining to their physicochemical features with potential application in chemistry, (bio)sensing and material science. Composite metal nanoparticle (NP)/polymer materials combine the sensitivity and response of polymers to external stimuli with high charge transport ability of metal particles, thus allowing formation of materials with tunable stimuli responsive conductivity. It makes them great candidates for chemical and biochemical sensing especially when nanoparticles chosen are additionally sensitive to the presence of some particular compounds in the environment, i.e. hydrogen peroxide.Nanocomposites: polyelectrolyte/Prussian blue NP were obtained using alternative adsorption from the solutions of oppositely charged polyions and nanoparticles. Deposition of Prussian blue NP on a polyelectrolyte monolayer/multilayer was proved by in situ experiments using Quartz Crystal Microbalance. It was found that the amount of Prussian blue deposited depended on the polyelectrolyte film used for modification of a quartz crystal. As the next step electroactive properties of polyelectrolyte multilayers with embedded Prussian Blue NP were studied using cyclic voltammetry in two different media: without or with hydrogen peroxide in electrolyte solution. Current registered depended on the amount of Prussian blue layers in the studied multilayer films and it increased with number of Prussian blue layers. It depended also on the presence of H2O2 in the solution. Some studies on the stability of electrodes modified with polyelectrolyte/Prussian blue composite films were carried out. It turned out that the use of nafion layer increases the stability of the studied system.

Wielowarstwowe powłoki zbudowane z materiałów o rozdrobnieniu koloidalnym, dzięki swoim specyficznym właściwościom cieszą się coraz większym zainteresowaniem w różnych dziedzinach nauki oraz przemysłu. Ważną gałąź tego typu materiałów stanowią polielektrolity, których wielowarstwowe układy są opisywane w wielu bioanalitycznych aplikacjach dotyczących implantologii, enzymologii, farmakologii czy też inżynierii tkankowej. Kompozytowe powłoki polimerowe modyfikowane nanocząstkami nieorganicznymi, dzięki swoim właściwościom elektrochemicznym i katalitycznym stanowią względnie tani i łatwy w przygotowaniu materiał do produkcji czujników. Przeprowadzone badania miały na celu uzyskanie stabilnego materiału kompozytowego, czułego na obecność nadtlenku wodoru w wodnym roztworze i mogącego służyć do jego oznaczania metodami elektrochemicznymi. Wybrane metody badawcze, takie jak pomiar wielkości cząstek za pomocą dynamicznego rozpraszania światła, pomiar adsorpcji na powierzchni złota za pomocą mikrowagi kwarcowej czy w końcu woltamperometria cykliczna jako metoda pozwalająca na charakterystykę elektrochemiczną uzyskanego materiału, pozwoliły na optymalizację warunków syntezy nanocząstek błękitu pruskiego, dobranie odpowiedniego środowiska dla roztworów tworzących poszczególne warstwy powłoki oraz na wyznaczenie charakterystyki prądowej elektrody w funkcji stężenia nadtlenku wodoru, a także na scharakteryzowanie otrzymanego czujnika pod względem jego trwałości.