25/04/2019 - Eine Telekommunikationsingenieurin der UPNA entwickelt Glasfasersensoren zur Überwachung geringer Konzentrationen von gasförmigem Sauerstoff

Menéame

Die Telekommunikationsingenieurin Nerea de Acha Morras (Nazar, Navarra, 1989) hat während seiner Dissertation, gelesen in der Universität von Navarra (UPNA), verschiedene Lichtsensoren aus Glasfaser zur Messung von gasförmigem Sauerstoff. Zu diesem Zweck haben Sie verschiedene Beschichtungen auf Nanoebene mit der Technik hergestellt und implementiert "Layer-by-Layer nanoassembly" (nanoeneamblage Schicht pro Schicht oder LbL) Als Ergebnis hat die Forscherin Geräte mit sehr hoher Empfindlichkeit und Auflösung erhalten, die Veränderungen der Sauerstoffkonzentration von bis zu 0,1% überwachen und kurze Ansprechzeiten bei der Messung aufweisen. Diese Sensoren ermöglichen die Kontrolle des Sauerstoffs in geschlossenen Räumen, z. B. in Form von Simen, Höhlen, Weinkellern oder anderen geschlossenen Räumen, wo die Konzentration kritisch ist, um mögliche Gesundheitsrisiken zu vermeiden.

Ein Sensor ist ein Gerät, das Änderungen im externen Medium erkennt und in Signale umwandelt, die aufgezeichnet oder gemessen werden können. In dieser Forschungsarbeit hat Nerea de Acha Morras mit Glasfasersensoren gearbeitet, die auf Leuchtstoffbasis basieren. "Die Leuchtkraft besteht in der Energieaufnahme durch ein Material und der daraus resultierenden Ausstrahlung eines Teils dieser Energie in Form von Licht," erklärt die Forscherin, deren Dissertation als "cum laude" mit internationaler Erwähnung ausgezeichnet wurde. In diesem Fall wurde, wie die Sauerstoffkonzentration gemessen werden sollte, ein auf dieses Gas sensibles Leuchtmolekül verwendet: Da der Sauerstoff das Licht ausschaltet, das das Molekül ausstrahlt, kann seine Konzentration durch Messung der Intensität des ausgestrahlten Lichts überwacht werden."

Nanoskalenfertigung

Um diese Sensoren herzustellen, wandte sich Nerea de Acha Morras an die Nanoenseamblad-Technik pro Schicht, die "in großen Zügen bei der Ablagerung, Schicht zu Schicht, von gegenüberliegenden Ladematerialien" verwendet wird. "Diese Technik ermöglicht es, auf Nanoebene verschiedene Parameter der hergestellten Strukturen wie Dicke, Rauheit, Porosität und Durchlässigkeit zu kontrollieren. Darüber hinaus bestimmen diese Parameter die Eigenschaften der verschiedenen Sauerstoffsensoren, so dass sie sehr präzise modifiziert werden können. Das zur Überwachung von Sauerstoff verwendete Molekül wurde zum ersten Mal durch die Verwendung dieser Technik in einer Nanostruktur gelagert," so die Forscherin, deren Dissertation von zwei Professoren der Abteilung für Elektrotechnik, Elektronik und Kommunikation geleitet wurde: Professor Francisco Javier Arregui San Martín und Professor César Elosúa Aguado, Forscher des Institut für Smart Cities (ISC) der UPNA.

Die Verwendung dieser Technik ermöglicht es auch, "die Verteilung des sauerstoffempfindlichen Indikators innerhalb dieser Nanostrukturen zu verändern, wodurch sich seine Empfindlichkeit ändern kann: Einerseits führt eine mehr oder weniger homogene Verteilung des Indikators in der Nanostruktur zu Sensoren mit einer höheren bzw. niedrigeren Empfindlichkeit," so Nerea de Acha. "Auf der anderen Seite, mit dieser Technik, können Sie den Abstand zwischen den Schichten von empfindlichem Material, so dass es möglich ist, das Phänomen als "self-quenching" oder selbst aus der Leuchtkraft, die stattfindet, wenn der Abstand zwischen den verschiedenen Indikatormolekülen ist sehr klein, von der Reihenfolge der Nanometereinheiten" zu vermeiden, schließt.

Kurzer Lebenslauf

Vor der Promotion in Kommunikationstechnologien, Biotechnik und erneuerbare Energien (TECOMBER) studierte Nerea de Acha in der UPNA Telekommunikationstechnik. Mit diesem Diplom erhielt er den 2. Preis für das Beste Projekt Ende Carrera des Verbands Navarra der Telekommunikationsingenieure. Während der Ausarbeitung seiner Dissertation, beendete er einen fünfmonatigen Aufenthalt in der Gruppe der Forschung für Optik und Photonik an der Universität Nottingham (Vereinigtes Königreich).

Nerea de Acha ist Autorin von acht Artikeln, die in internationalen Fachzeitschriften mit hoher Wirkung veröffentlicht werden, und von 16 Beiträgen zu nationalen und internationalen Kongressen. Darüber hinaus hat sie an sieben Forschungsprojekten teilgenommen: zwei davon wurden vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie und Wettbewerbsfähigkeit finanziert; vier davon wurden von der Regierung Navarra finanziert; das siebte Projekt war ein Technologietransfer mit Unternehmen.

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UPNA

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