Estudio del uso de nanopartículas de oro y plata para el desarrollo de un sensor de fibra óptica de H₂O₂
Fecha
2019Autor
Versión
Acceso abierto / Sarbide irekia
Tipo
Trabajo Fin de Grado/Gradu Amaierako Lana
Impacto
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nodoi-noplumx
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Resumen
Los sensores de fibra óptica basados en la intensidad de luz son uno de los enfoques
más estudiados gracias a su sencillez y bajo coste. Sin embargo, su principal problema
es la falta de robustez ya que la fluctuación (variación) de la fuente de luz o la variación
inesperada de la configuración óptica se transfiere directamente a la señal de salida, y
esto reduce significativamente su fia ...
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Los sensores de fibra óptica basados en la intensidad de luz son uno de los enfoques
más estudiados gracias a su sencillez y bajo coste. Sin embargo, su principal problema
es la falta de robustez ya que la fluctuación (variación) de la fuente de luz o la variación
inesperada de la configuración óptica se transfiere directamente a la señal de salida, y
esto reduce significativamente su fiabilidad.
En este trabajo, se propone un sensor de fibra óptica simple y robusto para la
detección de Peróxido de Hidrógeno (H₂O₂)
basado en la Resonancia del Plasmón
Superficial Localizado (LSPR) de nanopartículas metálicas de Plata y Oro.
La detección
precisa y robusta de concentraciones
de concentraciones de H₂O₂
en el rango ppm
(partes por millón)
es muy interesante para la comunidad científica
en la medida en
que se trata de un precursor patológico en una amplia variedad de mecanismos de
daño donde su presencia puede ser utilizada para diagnosticar importantes
enfermedades
(Parkinson, Diabetes, Asma o incluso Alzheimer).
En este trabajo, el
principio de detección se basa en la oxidación de las partículas de Plata debido a la
acción del Peróxido de Hidrógeno
y, consecuentemente en la reducción de la eficiencia
del acoplamiento plasmónico.
Al mismo tiempo, las nanopartículas de Oro muestran una alta estabilidad química
y, por lo tanto, una banda de absorción LSPR estable. Esto proporciona
una referencia
en tiempo real que puede ser extraída a partir de la respuesta espectral del sensor de
fibra óptica, dando una lectura fiable de la concentración de Peróxido de Hidrógeno. [--]
Intensity-based optical fiber sensors are one of the most studied sensor approaches
thanks to their simplicity and low cost. Nevertheless; their main issue is their lack of
robustness since any light source fluctuation; or unexpected optical setup variation is
directly transferred to the output signal; and this reduces significantly their reliability.
In this work; ...
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Intensity-based optical fiber sensors are one of the most studied sensor approaches
thanks to their simplicity and low cost. Nevertheless; their main issue is their lack of
robustness since any light source fluctuation; or unexpected optical setup variation is
directly transferred to the output signal; and this reduces significantly their reliability.
In this work; it is proposed a simple and robust hydrogen peroxide (H₂O₂) optical fiber
sensor based on the sensitivity of Localize
d Surface Plasmon Resonance (LSPR) of silver
and gold metallic nanoparticles. The precise and robust detection of H₂O₂
concentrations in the ppm range is very interesting for the scientific community as far
as it is a pathological precursor in a wide variety of damage mechanisms where its
presence can be used to diagnose important diseases (Parkinson; diabetes; asthma or
even Alzheimer). In this work; the sensing principle is based the oxidation of the silver
nanoparticles due the action of the hydrogen peroxide; and consequently the
reduction of the efficiency of the plasmonic coupling. At the same time; gold
nanoparticles show a high chemical stability; and therefore a stable LSPR absorption band. This provides a stable real-time reference that can be extracted from the
spectral response of the optical fiber sensor; giving a reliable reading of the hydrogen
peroxide concentration. [--]
Materias
Sensores de fibra óptica,
Resonancia del Plasmón Superficial Localizado (LSPR)
Titulación
Graduado o Graduada en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra /
Telekomunikazio Teknologien Ingeniaritzako Graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoan