Sensores fluorescentes basados en cristales fotónicos

ANDRÉS ZELCER; CECILIA FUERTES; IANINA VIOLI; LOPEZ ABDALA; GALO SOLER-ILLIA; MARTÍN MIRENDA

Buenos Aires

Congreso; XIX CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUÍMICA Y QUÍMICA INORGÁNICA; 2015

AAIFQ

Los cristales fotónicos (CF) son materiales que permiten controlar el flujo de ondas electromagnéticas en un ámbito de longitudes de onda seleccionado. Esto se logra modulando periódicamente la variación espacial del índice de refracción, ya sea en una, dos o tres dimensiones.1 El cambio en las dimensiones o en el índice de refracción frente a la presencia de un analito puede producir un cambio en las propiedades ópticas. Este fenómeno puede utilizarse para desarrollar sensores químicos y bioquímicos1. Un caso particular de cristales fotónicos, y de fácil realización, son los reflectores de Bragg, estructuras unidimensionales en los que se alternan sucesivamente capas de materiales con distinto índice de refracción. Este tipo de estructuras se ha utilizado para la preparación de sensores, empleando capas depelículas mesoporosas delgadas de diferentes materiales para la construcción delcristal fotónico. Al llenarse los poros con un analito, el índice de refracción efectivo de las distintas capas varía, el cual se detecta como una modificación de la respuesta óptica del sensor.3 En este trabajo mostramos el diseño y la preparación de reflectores de Bragg basados en películas mesoporosas, que producen una variación en la respuesta fluorescente frente a la presencia de vapores. Los materiales empleados para la construcción de estos sensores fueron sílice y zirconia mesoporosos para las capas de bajo y alto índice de refracción respectivamente. Como material fluorescente se utilizó titania dopada con europio. Dependiendo del diseño del dispositivo, la capa de titaniafunciona simplemente como material fluorescente o también como parte activadel CF, produciendo una respuesta altamente no lineal. La excitación delsistema tiene lugar en el UV, en donde absorbe la titania, mientras que larespuesta tiene lugar a 615nm, en donde tiene el máximo de emisión el europio. El material posee gran estabilidad mecánica, que se traduce en unarespuesta equivalente luego de múltiples exposiciones al vapor.