Evolucion dirigida de materiales sensibles para narices y lenguas electronicas usando sintesis combinatoria

Abstract

El objetivo de esta tesis doctoral es el diseño, síntesis y caracterización de nuevos materiales sensibles para el desarrollo de sensores inespecíficos, que puedan ser aplicados en lenguas y narices electrónicas. Particularmente, se desarrollaron materiales sensibles derivados de la Polianilina (PANI) y el Polipirrol (PPy), modificados químicamente utilizando síntesis combinatoria en paralelo. Esta técnica permite realizar un gran número de modificaciones, conservando una amplia diversidad química. En general, los métodos de modificación utilizados permiten obtener materiales conductores con diferentes propiedades fisicoquímicas Los materiales sensibles obtenidos fueron evaluados como sensores resistivos, utilizando como señal de interés el cambio en su resistencia eléctrica. Las medidas de resistencia fueron realizadas con el método de las dos puntas Los sensores fueron probados de manera individual en un sistema dinámico contra distintos analitos puros, tales como alcoholes, acetonas, alquenos, etc Utilizando un sistema estático, no solo se obtuvieron las respuestas individuales de los sensores a los diferentes analitos puros, sino que también, se obtuvo el patrón de señales generado por un cabezal sensor a dos variedades de vino. Este cabezal formado por multiples sensores, mostró ser capaz de generar patrones diferentes para cada vino. Esto demuestra la capacidad de identificación o discriminación que posee el conjunto de sensores Por otra parte, se estudió el mecanismo de respuesta de PANI a los diferentes analitos. El cambio en la resistencia eléctrica global de PANI (RT) puede dividir en tres factores fundamentales: 1) la resistencia intrínseca de las cadenas poliméricas asociada a los efectos electrónicos R„d, esta depende de la transferencia parcial de electrones entre el analito absorbido y el polímero. 2) la resistencia vinculada a los procesos de hopping, los cuales están relacionada con hinchazón del polímero y afecta el fenómeno de salto de electrones entre cadenas Rh0p.3) la resistencia asociada a la constante dieléctrica del medio circundante presente entre las cadenas poliméricas k med, esta última depende de la cantidad y tipo de analito absorbido. Lo que se observó, es que los analitos como los alcoholes, acetonas, alcanos, humedad, etc, no producen un cambio en las propiedades electrónicas, por lo que, el cambio en la resistencia eléctrica del polímero solo depende del swelling y de la constante dieléctrica del analito que proporciona el medio circundante presente entre las cadenas poliméricas.