Printed Graphene for energy storage and sensing applications
El objetivo de esta tesis ha sido el diseño y la preparación de electrodos flexibles basados en grafeno utilizando diferentes técnicas de impresión para aplicaciones de almacenamiento de energía, específicamente supercondensadores y sensores electroquímicos. Se han empleado diferentes estrategias te...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/667240 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/667240 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Impressió de grafè Impresión de grafeno Graphene printing Supercondensadors Supercapacitores Supercacpacitors Biosensors Biosensores Ciències Experimentals 54 |
| Sumario: | El objetivo de esta tesis ha sido el diseño y la preparación de electrodos flexibles basados en grafeno utilizando diferentes técnicas de impresión para aplicaciones de almacenamiento de energía, específicamente supercondensadores y sensores electroquímicos. Se han empleado diferentes estrategias teniendo en cuenta la aplicación final y, por consiguiente, el grafeno o sus híbridos se prepararon utilizando diferentes rutas sintéticas junto con una selección cuidadosa de las técnicas de impresión disponible, así como los sustratos. Para la parte de almacenamiento de energía (Capítulo 2), se han demostrado dispositivos de tipo supercondensador con alta capacidad, energía y densidad de potencia sobre tela (tela de carbono), papel (papel A4 común) y sustratos plásticos utilizando diferentes técnicas de impresión, híbridos de grafeno y electrolitos híbridos. En el caso de las aplicaciones de sensores (Capítulo 3), se han demostrado dos sensores sobre sustratos plásticos. Se muestra un (bio)sensor de ADN de alta sensibilidad para virus que utiliza la impresión fácil en un solo paso, y cuyo principio de operación y estructura se pueden extender a otros bioanalitos con interés para aplicaciones en diversas áreas. En otro estudio, se preparó una tinta inyectable de grafeno muy estable y de muy alta concentración y se demostró su uso como sensor bacteriano como prueba de concepto. La tinta de grafeno preparada podría producir impresiones altamente conductoras que, en principio, pueden ser aplicables a otros sensores bio- o químicos con alta sensibilidad. Se llevaron a cabo estudios de diferentes técnicas de impresión y se formularon y probaron las tintas adecuadas para cada técnica con la optimización de los parámetros de impresión para obtener películas reproducibles y, por lo tanto, la fabricación del dispositivo reproducible ha sido el objetivo final. Las principales técnicas de impresión / recubrimiento utilizadas en esta Tesis son el recubrimiento tipo Doctor blade, la impresión por chorro de tinta (inkjet), la serigrafía (screen printing y la novedosa técnica de estampado con cera. El proyecto implicó, por lo tanto, una parte muy importante de síntesis y caracterización del grafeno y derivados, la formulación de tintas y, finalmente, la integración y ensayo de dispositivos. |
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