23/02/2015 - Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung optischer Nanosensoren, die als intelligente Etiketten verwendet werden können

Menéame

Eine neue Methode entwickelt am Institut für Optoelektronische Systeme und Mikrotechnologie (ISOM) Polytechnische Universität Madrid (UPM) ermöglicht die Herstellung optischer Nanosensoren, die an unregelmäßigen und biologischen Oberflächen wie der menschlichen Haut haften können, wodurch die Tür für die Verwendung als Geräte geöffnet wird. abziehbar o mit einem Gewicht von mehr als 1 kg (Englisch) wearable) zur Überwachung von Parametern wie Temperatur, Atmung oder Herzrhythmus. Außerdem handelt es sich um eine kostengünstige Fertigungstechnologie, da sie Materialien wie Polycarbonat-, Aluminium- und Klebebandscheiben für den täglichen Gebrauch verwendet, was ihre Marktdurchsetzung erleichtern kann.

Die Forscher der Gruppe der Halbstoff-Geräte ISOM der UPM haben nicht nur eine Methode zur Herstellung von optischen Nanosensoren auf normalen Klebebändern entwickelt (im Allgemeinen als "Leerband" bezeichnet), d.h. flexibel, sondern auch einige ihrer potenziellen Anwendungen gezeigt. Diese flexiblen Sensoren ermöglichen die Messung von Veränderungen des Brechungsindex des umgebenden Mediums, was zum Nachweis von Chemikalien verwendet werden kann. Darüber hinaus zeigen sie irisierende Farben an, die sich mit dem Beobachtungswinkel und/oder der Beleuchtung unterscheiden, was die Erkennung von Positionsschwankungen und/oder Topographien der Oberfläche, an die sie befestigt sind, erleichtert.

Die Nanosensoren bestehen aus zweidimensionalen Matrizen von Nanobohrern (mit einem Durchmesser von 250 Nanometern), die in eine Aluminiumfolie (mit 100 Nanometern Dicke) gebohrt werden. Diese Nanometriken begrenzen und zerstreuen das Licht nach Belieben des Ingenieurs, der sie entwickelt, um Empfindlichkeit gegenüber dem Medium zu erzeugen, das sie umgibt, und Effekte der Irideszenz. Die Methode zur Erstellung der flexiblen Nanosenoren besteht zunächst darin, die Sensoren auf einer kompakten Platte aus herkömmlichem Polycarbonat herzustellen und sie dann durch einfaches Kleben und Ziehen auf ein Klebeband der Marke Scotch zu übertragen*. Auf diese einfache Weise gehen die Nanosensoren vollständig von der Oberfläche der Scheibe in das Klebeband (flexibles Substrat).

Die neue Technologie nutzt kostengünstige Materialien wie Polycarbonat, Aluminium und normales Klebeband. Im Bereich der Herstellung solcher Sensoren ist es üblich, Edelmetalle, z. B. Gold, zu verwenden, was die Massenfertigung erschwert. Aluminium ist 25.000 Mal billiger als Gold und hat hervorragende elektrische und optische Eigenschaften. Auf der anderen Seite bietet die Oberfläche der Scheiben eine Bindung an Aluminium, die gleichzeitig stark genug ist, um zuerst die Sensoren auf den CDs herzustellen und so schwach ist, dass sie anschließend auf das Klebeband übertragen werden kann.

Die Forschung wurde von Carlos Angulo Barrios geleitet, einem Forscher der ISOM und Professor für Institut für Photonik und Biotechnik der Technische Hochschule für Telekommunikationsingenieure, und von Victor Canalejas Texas, Doktoranden des ISOM. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nanoscale.  

 

Ref.

BARRIOS, C.A. CANALEJAS-TEJERO, V. "Compact discs as versatile cost-effective substrates for releasable nanopatterned aluminium films." Nanoscale, 2015, DOI: 10.1039/C4NR06271J.

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