Este proyecto persigue el desarrollo de una nueva generación de sistemas responsivos y sensores de baja dimensión que integren capas delgadas nanoestructuradas con propiedades ópticas y eléctricas controladas preparadas mediante técnicas innovadoras de vacío y plasma. Los principios básicos de la deposición física en fase vapor (PVD) en configuración oblicua (OAD) se extenderán a técnicas de plasma y de pulverización catódica para producir capas con porosidad controlada que interactúen eficientemente con el medio. Se propone también la combinación de estas técnicas con otras tecnologías novedosas de plasma, como la deposición por plasma a presión atmosférica o mediante evaporación-polimerización, para conseguir un control estricto sobre la nanoestructura y las propiedades finales de sistemaas complejos. Mediante estas tecnologías se prepararán capas finas nanoestructuradas de metales y óxidos, multicapas apiladas y nanoestructuras tipo «composites» e híbridas que, a continuación, se caracterizarán mediante microcopías electrónicas avanzadas y de proximidad, entre otras técnicas. Para encontrar nuevas rutas de procesado de capas porosas con morfologías y propiedades «a medida» y posibilitar su escalado a nivel industrial, se propone estudiar los mecanismos fundamentales que gobiernan el crecimiento de las películas a fin de modificarlos convenientemente. Conjuntos ordenados y homogéneos de estas estructuras se emplearán como sensores de gases y líquidos a temperatura ambiente, dispositivos microfluídicos responsivos y etiquetas inteligentes. Para estas y otras aplicaciones, las capas finas porosas soportadas se funcionalizarán convenientemente con nanopartículas metálicas, cadenas moleculares ancladas o capas de materiales poliméricos. Asímismo, se contempla su apilamiento en forma de estructuras fotónicas verticales. Para la implementación de estas estructuras en forma de micro-dispositivos que actúen como sensores avanzados, se desarrollarán microreactores y sistemas responsivos mediante estrategias novedosas de integración, basadas en la deposición mediante evaporación de capas eliminables de NaCl. Estos sistemas incluirán también transductores fotónicos, eléctricos y/o electroquímicos que permitan el desarrollo de dispositivos finales capaces de detectar i) oxígeno y cloro en disolución, ii) glucosa y materia orgánica en el agua, iii) vapores y gases en aire, o iv) etiquetas inteligentes que cambien como respuesta al medio. Se prevén aplicaciones específicas para el control del medio ambiente en aire y aguas, emplazamientos industriales e invernaderos, procesos agroindustriales tales como la fermentación, así como para el seguimiento y la trazabilidad de diferentes tipos de mercancías y alimentos. Se espera que la combinación de nuevos descubrimientos científicos en el campo de la tecnología de capas delgadas y el de nuevos principios de integración a las escalas micro y nano abran nuevas áreas de investigación con alto impacto en diversos campos y tecnologías facilitadoras tales como la fotónica, la nanotecnología o los materiales avanzados, así como en tecnología de plasma y microfluídica.
Control ambiental y de procesos con dispositivos responsivos con capas nanoestructuradas fabricadas por tecnologías innovadoras de vacio y plasmas
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