Development of bimodal waveguide interferometric sensors for environmental monitoring
La presente Tesis Doctoral está dedicada al desarrollo de novedosos sensores nanofotónicos como soluciones alternativas a las herramientas existentes de monitoreo medioambiental. En concreto, proponemos el uso de un novedoso sensor interferométrico, el dispositivo de guías de onda bimodales (BiMW),...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:240800 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/240800 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Control medioambiental Environmental monitoing Nanosensors fotònics Nanosensores fotónicos Photonic nanosensor Química analítica Analytical chemistry Ciències Experimentals |
| Sumario: | La presente Tesis Doctoral está dedicada al desarrollo de novedosos sensores nanofotónicos como soluciones alternativas a las herramientas existentes de monitoreo medioambiental. En concreto, proponemos el uso de un novedoso sensor interferométrico, el dispositivo de guías de onda bimodales (BiMW), para el análisis selectivo, sensible, rápido y directo de contaminantes presentes en ambientes marinos y el aire. Para la detección de contaminantes en diferentes medios, agua y aire, se han seguido dos estrategias. La primera fue el desarrollo de un dispositivo biosensor basado en un inmunoensayo competitivo para la detección de bajas concentraciones de un pesticida directamente en agua de mar. Para lograr este objetivo, empezamos con un estudio en profundidad de diferentes estrategias de biofuncionalización porque la química de superficie debe optimizarse para maximizar la estabilidad, reproducibilidad y sensibilidad del inmunoensayo competitivo. Otro aspecto crucial para el desarrollo del biosensor fue la optimización de las condiciones del inmunoensayo. Nuestro inmunosensor final supera alguna de las técnicas analíticas actuales y ofrece una herramienta analítica avanzada para el control en tiempo real e in-situ de la contaminación del agua. La segunda estrategia propone la integración de redes metal- orgánicas porosas (MOFs) como receptores para desarrollar un sensor químico capaz de detectar pequeñas moléculas como los gases. Primero, se evaluó el tipo de MOF y se optimizó la integración en láminas delgadas. Luego, se evaluó el sensor MOF-BiMW de gases en términos de sensibilidad, selectividad, reproducibilidad y estabilidad. Los resultados demuestras que este nuevo sensor supera algunos de los inconvenientes de las metodologías actuales para la detección de gases. Este trabajo ha abierto el camino para una nueva línea de investigación basada en la implementación de herramientas avanzadas para el control medioambiental |
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