Inkjet printing technology is driving the innovation of sensors for point-of-care Devices
La tecnologia "a inkjet-Printing" està cridada a liderar la propera generació d'electrònica flexible capaç de realitzar funcions a què només es podia accedir amb tecnologies de microfabricació d'última generació. El inkjet-Printing és un mètode de fabricació additiva que es basa...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:257757 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/257757 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Tecnologia d'impressió d'injecció de tinta Tecnología de impresión por inyección de tinta Inkjet printing technology Sensors Sensores Anàlisi de diagnòstic immediat Análisis de diagnóstico inmediato Point of care devices Tecnologies 621.3 |
| Sumario: | La tecnologia "a inkjet-Printing" està cridada a liderar la propera generació d'electrònica flexible capaç de realitzar funcions a què només es podia accedir amb tecnologies de microfabricació d'última generació. El inkjet-Printing és un mètode de fabricació additiva que es basa en imprimir sense contacte microgotes d'un material funcional amb precisió micromètrica en l'àrea de l'substrat desitjat, a través d'un disseny digital. A més, és capaç de modificar el disseny d'impressió en temps real. En conseqüència, es permet crear dissenys personalitzats amb característiques úniques. Avui en dia, el inkjet-Printing a nivell industrial ha assolit alts estàndards de rendiment, flexibilitat, robustesa i confiança. Es preveu és que el inkjet-Printing facilitarà la producció de productes electrònics flexibles de forma rendible, basant-se conceptes d'economia circular i reduint el malbaratament, el que permetrà el desenvolupament de dispositius portàtils i d'un sol ús no disponibles actualment. Aquest és el punt en el qual els dispositius de Point-of-Care (PoC) entren en l'equació causa de la seva importància en les proves mèdiques. Aquests dispositius es defineixen com a proves de diagnòstic mèdic en el pacient o prop d'ell mateix. Els dispositius PoC es basen en una mesura ràpida i precisa basada en sensors que ofereixen a el metge dades importants per realitzar un diagnòstic. No obstant això, les principals limitacions d'aquests dispositius, fins i tot avui dia, són el cost, la disponibilitat, la biodegradabilitat i la fiabilitat. El inkjet-Printing ofereix solucions per abordar aquests problemes on els seus grans promeses són la fabricació ràpida de prototips, de baix cost, utilitzant una gran varietat de materials i una àmplia gamma de substrats. No obstant això, la nostra comprensió de la tecnologia i les seves capacitats roman en una etapa prometedora, i cal adquirir més experiència per facilitar el desenvolupament de dispositius PoC complets i totalment impresos. Identificant aquests problemes i possibles solucions, aquesta tesi se centra en mostrar el potencial de l'inkjet Printing per desenvolupar sensors sobre substrats de plàstic flexible i paper porós, desafiant la tecnologia fins al seu límit actual. En una primera part s'aborda la formulació, impressió i caracterització de noves tintes funcionals que permetin obtenir noves tintes conductores per a ser usades en l'àrea de l'sensat d'analits d'interès. Sobre plàstic flexible, s'han desenvolupat dos sensors de pH potenciomètrics. El primer mostra la importància de la propietat de rugositat intrínseca d'una nova tinta de platí en base a nanopartícules per dotar d'estabilitat mecànica a l'òxid d'iridi, material sensible a l'pH, crescut electroquímicament sobre ell. Per a aquest propòsit, es va desenvolupar un sensor de pH en PEN utilitzant la nova tinta de Pt i es va estudiar l'estabilitat al llarg d'un any d'aquesta capa d'òxid d'iridi, que va mostrar una clara millora del seu rendiment. El segon sensor de pH va un pas més i és totalment imprès per a inkjet-Printing. Per complir aquest objectiu, es va formular una nova tinta polimèrica sensible a el pH. En una segona part es va abordar el repte de la impressió d'un sensor sobre un substrat més ecosostenible com és el paper, factor important per als PoC sol ús. En un primer treball es va abordar el desafiament d'imprimir tintes funcionals conductores com l'or o la plata, i dielèctriques com el SU8 sobre el substrat de manera eficient i fàcil de reproduir per a l'obtenció d'un sensor electroquímic. Finalment, en un segon treball es va implementar un immunosensor de cortisol sobre aquests sensors impresos sobre substrat de paper i es va caracteritzar i comparar la seva resposta respecte d'altres sensors reportats, demostrant el bon rendiment d'aquesta tecnologia en la detecció de molècules biològiques. |
|---|