Elektroden sind spezielle Geräte, die es ermöglichen, dass Strom von einem Punkt zu einem anderen fließt. Sie ermöglichen auch den Fluss kleiner Materieteilchen namens Elektronen zwischen zwei unterschiedlichen Dingen. Zum Beispiel hat eine pH-Messgerät eine dünne Schicht aus spezifischen Verbindungen, die geladene Lithiumionen anziehen. Um diese dünne Schicht herum befindet sich eine spezielle Flüssigkeit namens Elektrolyt, die diese geladenen Teilchen bewegt.
Wenn Wissenschaftler eine lithummingspezifische Elektrode in eine Flüssigprobe einbringen, können sie die Anzahl der Lithiumionen bestimmen, die in dieser Flüssigkeit vorhanden sind. Dies ist besonders hilfreich, da es ihnen ermöglicht, die Menge an Lithium in einer Substanz (wie Blut oder Wasser) zu messen. Diese Kenntnis kann in vielen wichtigen Situationen nützlich sein, zum Beispiel beim Messen, ob jemand die richtige Medikationsdosis erhält.
Aber der pH-Messgerät hat ebenfalls seine Nachteile. Ein Nachteil ist, dass es nur Lithium-Ionen erkennen kann, daher können andere wichtige Ionen wie Calcium oder Magnesium nicht gefunden werden. Das bedeutet, dass Wissenschaftler es nicht verwenden können, um ein vollständiges Bild davon zu erhalten, was in einer beliebigen Flüssigprobe vorhanden ist. Um weitere nützliche Informationen zu erhalten, müssen möglicherweise andere Werkzeuge parallel verwendet werden.
Der zweite Nachteil ist, dass die lithiumionsenselektive Elektrode durch einen sorgfältigen Prozess zur Kalibrierung und Wartung der lithiumionsenselektiven Elektrode gehen muss, um genaue Messwerte zurückzuerhalten. Dieser Test ist zeitaufwendig und kostspielig, insbesondere in großen Fabriken, wo täglich tausende von Tests durchgeführt werden. Mit anderen Worten, dieses Werkzeug kann helfen, aber es erfordert auch mehr Arbeit, um sicherzustellen, dass es richtig verwendet wird.
Eine der spezialisierten Anwendungen von Elektroden sind lithiumionsauswählende Elektroden, die zur Messung von Lithiumspiegel bei Patienten verwendet werden, die in der Medizin eine Lithiumtherapie für das bipolare Syndrom erhalten. Und dies ist entscheidend, da es Ärzten ermöglicht, zu überprüfen, ob Patienten die richtige Dosis verordnet bekommen. Wenn zu viel Lithium im System eines Patienten vorhanden ist, können Nebenwirkungen auftreten; wenn zu wenig vorhanden ist, könnte es ihre Erkrankung nicht lindern. Daher ist es notwendig, sie kontinuierlich zu überwachen.
In der Industrie helfen lithiumionenselektive Elektroden auch bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien. Wir nutzen das Laden dieser Batterien, um viele unserer täglichen elektronischen Geräte zu betreiben, wie Smartphones, Laptops und sogar Elektroautos. Hochleistungs- und langlebige Batterien können durch die Aufrechterhaltung der Lithiumionenkonzentration auf einem angemessenen Niveau erreicht werden, was nur mit einer genauen Messung möglich ist. Der Lithiumgehalt während der Produktion muss genau richtig sein, andernfalls könnten die resultierenden Batterien nicht so funktionieren, wie beabsichtigt.
Eine weitere verlockende Idee ist die Herstellung kleinerer, portablerer Elektroden. Neuere, kleinere Geräte wären portabler und einfacher zu bedienen, so dass sie in medizinischen Szenarien nützlich sein könnten. Zum Beispiel könnten Patienten kleine, portable Geräte mitnehmen, um ihre eigenen Lithiumspiegel zu Hause zu messen, was den Besuch beim Arzt überflüssig machen würde. Dies würde Patienten ermöglichen, ihre Gesundheit engmaschig zu überwachen.
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