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Fabricación y caracterización de arreglos de electrodos recubiertos con películas delgadas mesoporosas de óxido de silicio y óxidos mixtos de silicio y circonio
Gustavo Giménez Gabriel Ybarra Galo Juan De Ávila Arturo Soler Illia
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Los sensores químicos han cobrado importancia en las últimas décadas. En particular, el subgrupo de sensores electroquímicos es uno de los campos que más ha crecido. Este trabajo de tesis tuvo dos objetivos fundamentales. El primero fue sintetizar y estudiar películas delgadas mesoporososas (PDM) basadas en SiO2 para utilizar como elemento permeoselectivo para un analito o grupo de analitos. El segundo fue la integración de dichas películas en sensores electroquímicos fabricados con tecnologías de microfabricación, compatibilizando de esta forma los procesos bottom-up con los top-down. Durante la primera etapa se sintetizaron PDM sobre electrodos de oro, empleando diferentes surfactantes para regular el tama˜no de los poros entre 3 y 10nm. Dado que la remoción del molde de poros mediante calcinación deteriora los electrodos, se desarrollaron procesos alternativos a la calcinación, permitiendo condensar el SiO2 por debajo de los 130 °C, minimizando efectos difusivos y ampliando el espectro de sustratos compatibles. Las PDM se caracterizaron mediante elipsoporosimetría ambiental, espectroscopía IR, microscopía óptica, de barrido electrónico y de haz de iones focalizados. En una segunda etapa se estudiaron los fenómenos de transporte que ocurren a través de las PDM mediante técnicas electroquímicas: voltametría cíclica, voltametr ía de corriente alterna y simulación por elementos finitos. Los resultaron permitieron obtener información significativa de los sistemas, tanto cualitativa (casos de exclusión, permeación y preconcentración) como cuantitativa (coeficientes de difusión, capacidad de adsorción, distancias entre sitios rédox, etc.). Sin embargo, se observó que las PDM de sílice se disuelven en el término de horas durante las medidas electroquímicas, lo que limita su aplicabilidad en el caso de sensores para uso continuo. Se fabricaron en forma continua y constante electrodos de Au, optimizando dise˜nos, condiciones de depósito, sustratos y funcionalizaciones superficiales, de forma de mejorar el desempe˜no electroquímico y aumentar la compatibilidad de las PDM con los electrodos. Ya en una etapa avanzada se incorporó circonio a los soles lo que redunda en un aumento significativo de la estabilidad química de las PDM de sílice frente a la disolución. Finalmente se fabricó un multisensor prototipo funcionalizando las PDM en forma localizada específicamente sobre el área de cada electrodo con la intención de darle una característica distintiva a cada elemento del sensor. Sobre este prototipo se realizó un análisis multivarible de la respuesta electroquímica de cada electrodo de forma de obtener marcas sensoriales especificas para cada sonda utilizada. Los resultados obtenidos permiten escalar la fabricación de sensores basados en electrodos de oro recubiertos con PDM potencialmente selectivas, químicamente estables, reproducibles y de fácil funcionalización. El conocimiento adquirido es la base que permitirá avanzar en el desarrollo y dise˜no de multisensores electroquímicos basados en películas delgadas mesoporosas permeoselectivas.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
PELICULAS DELGADAS MESOPOROSAS PERMEOSELECTIVAS; SIO2; ZRO2; ELECTRONES DE ORO; MICROFABRICACION; SENSORES ELECTROQUIMICOS; MULTISENSORES; PERMSELECTIVE MESOPOROUS THIN FILM; GOLD ELECTRODE ARRAY; MICROFABRICATION; ELECTROCHEMICAL SENSORS; MULTISENSORS
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2018 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2018-06-06
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