Sensores químicos miniaturizados basados en materiales híbridos organo-inorgánicos de base de silicio


Status: 
Finalitzat
Acronym: 
HIBRIDOS
Research Lines: 
Advanced polymer technologies
Start: 
2010-05-26 10:00 - 2011-08-18 10:00
Plan: 
Intramurales
Program: 
Proyectos Intramurales Especiales
Type: 
Nacional
Total Budget: 
30.000€
PresupostCNM: 
30.000€
Field area: 
Individual

Los sensores químicos miniaturizados constituyen una parte importante de muchos microsistemas y tienen como función la detección y cuantificación de determinados parámetros del ambiente que los rodea. Así, juegan un papel esencial como la interfase entre los sistemas electrónicos y el ambiente/usuario. En la actualidad, el proceso de desarrollo de estos dispositivos y de los microsistemas en general es lento y costoso debido a la gran diversificación que existe tanto en las tecnologías como en los materiales empleados en su fabricación, lo que hace que sean realmente muy pocas las aplicaciones existentes a nivel comercial. La introducción de materiales poliméricos para la
fabricación de sensores químicos de bajo coste, los cuales puedan ser fácilmente procesados por tecnologías estándar empleadas en la fabricación de microsistemas es una alternativa muy interesante. En este sentido, dentro de este proyecto se pretende emplear materiales poliméricos híbridos organoinorgánicos de base de silicio para el desarrollo de dispositivos sensores miniaturizados. La tecnología sol-gel empleada para la fabricación de los mismos permite obtener materiales muy versátiles, con propiedades físico-químicas particulares, las cuales se adecuan a una amplia variedad de aplicaciones.

El empleo de estos materiales en la fabricación de sensores químicos miniaturizados fiables y de bajo coste, desde el transducor hasta el receptor selectivo, es muy atractiva, si tenemos en cuenta lo siguiente. El esqueleto polimérico de los mismos es de óxido de silicio, lo que hace que puedan procesarse fácilmente sobre sustratos de silicio. Además, dependiendo de su componente orgánica, estos polímeros son compatibles con diferentes técnicas de microfabricación estándar, como fotolitografía UV o ataque por iones reactivos (RIE), así como con otras no convencionales como la litografía por nanoimpresión o la "soft lithography". Igualmente, su matriz polimérica permite la inclusión de otroS materiales como nanopartículas o biomoléculas, dando lugar a materiales nanoestructurados, lo que amplia aún más el abanico de posibilidades para su empleo en la fabricación de sensores. Estos materiales son baratos y, a la luz de las propiedades indicadas, poseen un gran potencial para el desarrollo de dispositivos sensores miniaturizados versátiles y de bajo coste, los cuales puedan ser integrados en microsistemas.

Como objetivos del proyecto se plantea:

  1. Estudiar las propiedades de materiales poliméricos híbridos organo-inorgánicos con los cuales poder fabricar transductores químicos y receptores selectivos.
  2. Explorar las posibilidades que diferentes técnicas de micro-/nanofabricación tienen para la obtención de micro-/nanoestructuras de los materiales híbridos poliméricos estudiados. Poner a punto de procesos de fabricación empleando las técnicas seleccionadas.
  3. Diseñar y fabricar transductores químicos de geometrías variadas y fases poliméricas con propiedades de reconocimiento para determinadas moléculas, empleando los materiales poliméricos seleccionados.
  4. Implementar procesos para la integración de transductores químicos con receptores con el fin de obtener plataformas sensoras específicas.
  5. Realizar la caracterización físico-química de los dispositivos obtenidos y evaluar sus prestaciones analíticas como dispositivos para la medida de parámetros analíticos de interés.