Detección Sensado de vapores de acetona y ácido acético utilizando (Cr,Ti)2O3

CAROL, FRANCISCO; LOHR, JAVIER; MOGNI, LILIANA V.; VALDÉS, DANIELA PAOLA; PÉREZ, CÉSAR; SÁNCHEZ, RODOLFO DANIEL; TOBIA, DINA; FIGUEROA, SANTIAGO JOSÉ ALEJANDRO; SALETA, MARTÍN EDUARDO

Mendoza - Virtual

Jornada; XXVI Jornadas de Investigación de la Universidad Nacional de Cuyo; 2020

SIIP - UN Cuyo

El objetivo de este proyecto de investigación es contribuir al conocimiento y comprensión de las propiedades físico-químicas de óxidos semiconductores y los mecanismos básicos involucrados en la detección de gases y elementos volátiles. La detección de vapores de compuestos orgánicos (VOCs) es vital en el área salud, diagnóstico médico y cuidado del medio ambiente. Más allá de la extensa lista de síntomas y patologías que se observan tras la exposición a estos tipos de compuestos, también se los ha asociado a la descompensación de algunos estados patológicos o exacerbación de enfermedades crónicas. Por ejemplo, en el ámbito de la salud, la detección y cuantificación de pequeñas concentraciones de acetona en el aliento es un nuevo desafío para el control de la cetoacidosis diabética o control de dietas cetogénicas en pacientes con epilepsia. Aquí surge así la necesidad de contar con un sistema de detección de acetona efectivo y versátil que permita cuantificar contenidos desde concentraciones ínfimas a grandes cantidades.La utilización de óxidos semiconductores con estos fines ha sido exitosamente demostrada desde la década de los 60?s. En este contexto, estudiamos las propiedades de detección del Cr2-xTixO3 (CTO). Este óxido ha llamado la atención debido a sus rápidos tiempos de respuesta y alta sensibilidad a diversas moléculas pequeñas, las que modifican la resistencia del material en función de su concentración.En particular en este trabajo se estudió el CTO (x = 0.2 y 0.3) sintetizado por Liquid-Mix. Se estudió su estructura, utilizando difracción de rayos X, verificando que este es isoestructural con el Cr2O3 (estructura corundum). Desde el punto de vista de la detección por cambios en las propiedades eléctricas, los resultados indican una buena sensibilidad y capacidad de cuantificación de acetona y ácido acético, y baja sensibilidad a alcoholes, como pueden ser etanol e isopropanol. Adicionalmente, se estudiaron los espectros de absorción de rayos X, utilizando radiación sincrotrón, los cuales muestran la presencia de iones Ti4+ y se observaron cambios en los espectros frente a grandes concentraciones de acetona (>1%). Finalmente, se ha comenzado a realizar experimentos de resonancia de espín electrónico en presencia de vapores de acetona, apreciando cambios en los espectros debido a la presencia de este vapor.