Detección de Vapores y Gases con una Nariz Electrónica

BARRIONUEVO, SANTIAGO; FRANCISCO J. IBAÑEZ

La Plata

Workshop; Nano YTEC; 2018

Y-TEC (YPF Tecnología, S.A.)

Las narices electrónicas tratan de emular el olfato de los perros y los seres humanos pero empleando sistemas electrónicos portátiles, pequeños, y que puedan monitorearse en forma remota. Generalmente estos sensores deben ser miniaturizados para poder ser transportados a lugares remotos y confinados con una amplia gama de aplicaciones que cortan transversalmente temas como la detección de vapores o gases que pueden tanto dañar el medio ambiente y la salud (ej., CO, fenoles, etc.), la detección de acetona en diabéticos, o atentar contra la sociedad civil a través del uso de explosivos (ej.: TNT) en amenazas terroristas. Para ello, se emplean películas de nanopartículas metálicas (NPs) que conducen corriente o cambian su plasmón en presencia del analito, por mecanismos que se conocen como ?salto de electrones? (electron hopping) o cambios en la longitud de onda del plasmón, respectivamente. Estas NPs depositadas sobre microelectrodos y expuestas a vapores o gases experimentan cambios que generalmente se monitorean en el laboratorio empleando un potenciostato o un UV-vis, respectivamente. En nuestro laboratorio hemos logrado miniaturizar el dispositivo de detección del tamaño de un potenciostato a unos 9x5 cm. Este circuito integrado logra detectar vapores a distintas concentraciones y promete que con tecnologías como ensamblados superficiales o microfabricación puedan miniaturizarse aún más. En esta charla les mostraré como leer cambios de corriente o plasmón que ocurren en la ?nanoescala? con dispositivos portátiles que permiten amplificar señales con amplificadores de transimpedancia (e.j., del orden del nano-Amper ,10-9 Amp.) en señales legibles. Se analizaran los mecanismos de conducción de electrones y plasmones y los desafíos que nos presenta cada uno por separado. Por ultimo, se discutirá el futuro de las narices electrónicas y la necesidad de conformar arreglos de sensores, entre otros, con el fin de mejora la selectividad.