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Silver nanoparticles loaded electrospun nanofibers for humidity optical fiber sensing
(2012) Urrutia Azcona, Aitor; Rivero Fuente, Pedro J.; Goicoechea Fernández, Javier; Rodríguez, Yoany; Arregui San Martín, Francisco Javier; Matías Maestro, Ignacio; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica y Electrónica
In this work, a new optical device based on silver loaded electrospun nanofibers (ENFs) for measuring Relative Humidity is proposed. Fiber mats composed of poly(acrylic acid) and β-cyclodextrin were deposited onto an optical fiber core by electrospinning. Afterwards the ENFs were submitted to a thermal curing. Then, the ENFs were loaded with Ag nanoparticles (Ag NPs) synthesized using a Ag+ loading step and a further reduction step with dimethylamine borane (DMAB). Several load/reduction cycles were performed. Ag NPs enhance significantly the optical response of the polymer-only fiber mats. The Ag NPs loaded ENF sensor was tested using controlled variations of Relative Humidity (RH). The results showed a very fast response of the absorbance spectra enabling high performance applications such as human breathing monitoring.
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Contribution to the development of functional nanostructured coatings based on silver nanoparticles
(2014) Rivero Fuente, Pedro J.; Goicoechea Fernández, Javier; Arregui San Martín, Francisco Javier; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
Esta tesis se centra en la síntesis de nanopartículas de plata (AgNPs) y su posterior incorporación en recubrimientos delgados usando dos métodos alternativos: el proceso de síntesis in situ (ISS) de AgNPs y la técnica de embebido capa a capa (LbL-E) de AgNPs. Un preciso control de varios parámetros tales como la forma, tamaño, estado de agregación o la distribución de las nanopartículas de plata en los recubrimientos tiene una gran influencia en la posición final de la longitud de onda de la resonancia localizada de plasmones superficiales (LSPR). Además, estas películas que incorporan nanopartículas de plata han sido estudiadas para dos aplicaciones diferentes. La primera aplicación es la fabricación de recubrimientos antibacterianos eficientes. La segunda aplicación es la fabricación de un nuevo tipo de sensores de fibra óptica basados en la incorporación de nanopartículas de plata en películas nanoestructuradas, que hace posible obtener y observar dos resonancias ópticas diferentes, (LSPR) y resonancias de modos con pérdidas (LMR), en un mismo dispositivo
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A novel camera phone-based platform for Sol-Gel-derived fluorescence pH sensing
(2013) Urrutia Azcona, Aitor; Wencel, D.; O’Driscoll, S.; O’Reilly, B.; Abel, T.; Somers, M.; Rivero Fuente, Pedro J.; Arregui San Martín, Francisco Javier; McDonagh, C.; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
In this work a novel camera phone system for fluorescence-based sol-gel-derived pH sensing is presented. The sol-gel based pH material, a microfluidic chip and a camera phone have been combined to obtain a fluorescence-based sensing system for fast and easy pH measurements.
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Optical sensors based on lossy-mode resonances
(Elsevier Science, 2017) Matías Maestro, Ignacio; Ascorbe Muruzabal, Joaquín; Acha Morrás, Nerea de; López Torres, Diego; Zubiate Orzanco, Pablo; Sánchez Zábal, Pedro; Urrutia Azcona, Aitor; Socorro Leránoz, Abián Bentor; Rivero Fuente, Pedro J.; Hernáez Sáenz de Zaitigui, Miguel; Elosúa Aguado, César; Goicoechea Fernández, Javier; Bariáin Aisa, Cándido; Corres Sanz, Jesús María; Ruiz Zamarreño, Carlos; Arregui San Martín, Francisco Javier; Del Villar, Ignacio; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC
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Optical fiber resonance-based pH sensors using gold nanoparticles into polymeric layer-by-layer coatings
(Springer-Verlag, 2016) Arregui San Martín, Francisco Javier; Matías Maestro, Ignacio; Socorro Leránoz, Abián Bentor; Hernáez Sáenz de Zaitigui, Miguel; Goicoechea Fernández, Javier; Rivero Fuente, Pedro J.; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
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Humidity sensor based on a long-period fiber grating coated with a hydrophobic thin film
(2010) Urrutia Azcona, Aitor; Rivero Fuente, Pedro J.; Goicoechea Fernández, Javier; Arregui San Martín, Francisco Javier; Matías Maestro, Ignacio; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica y Electrónica
In this work it is proposed a novel fiber optic humidity sensor based on a functionally coated long-period fiber grating (LPG). The coating is composed of tetraorthosilicate matrix functionalized with perfluorooctyltriethoxysilane and its fabrication was performed by the sol-gel technique using a dip coating process using the LPG as substrate. This technique allows to fabricate sensitive films in a fast and simple way compared to other overlay fabrication techniques. The fabricated sensor was tested in a programmable temperature and climatic chamber. Relative humidity (RH) was varied in range from 20%RH to 80%RH at room temperature. The results showed a smooth exponential-like wavelength shift of the LPG attenuation band.
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An antibacterial surface coating composed of PAH/SiO2 nanostructurated films by Layer by Layer
(2009) Urrutia Azcona, Aitor; Rivero Fuente, Pedro J.; Ruete Ibarrola, Leyre; Goicoechea Fernández, Javier; Matías Maestro, Ignacio; Arregui San Martín, Francisco Javier; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua
In this article we propose a novel antibacterial coating composed of SiO2 and the polymer Poly(allylamine hydrochloride) (PAH) on glass slides by the technique Layer-by- Layer (LbL)1. This technique has already used in previous works, and it has the advantage that it allows to control the construction of nanosized and well organized multilayer films. In this work, the new nanotexturized LbL SiO2 surface acts as antibacterial agent. The fabricated coatings have been tested in bacterial cultures of genus Lactobacillus to observe their antibacterial properties.
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Optical sensor based on polymer electrospun nanofibers for sensing humidity
(2011) Urrutia Azcona, Aitor; Rivero Fuente, Pedro J.; Goicoechea Fernández, Javier; Arregui San Martín, Francisco Javier; Matías Maestro, Ignacio; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica y Electrónica
A novel humidity sensor based on polymer electrospun nanofibers coating onto an optical fiber is proposed in this work. The coating is composed of poly(acrylic acid), and its fabrication was performed by the electrospinning technique using an optical fiber core as substrate. This technique allows the fabrication of sensitive films with high surface area in a fast and simple way compared to other overlay fabrication techniques. The sensor was tested in a programmable temperature and humidity climatic chamber. Relative Humidity (RH) was varied in the range from 20%RH to 80%RH at room temperature. The results showed a monotonic variation of the absorbance spectra to RH changes, thus obtaining a successful humidity sensor.
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Cátedra Industria 4.0: una herramienta clave en la formación continua para estudiantes de grado en ingeniería
(Dykinson, 2020) Rivero Fuente, Pedro J.; Rodríguez Pérez, Antonio; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute for Advanced Materials and Mathematics - INAMAT2
En el año 2017 nace la Cátedra Industria 4.0 entre el Colegio de Graduados en Ingeniería de Navarra rama industrial (CITI-Navarra) y la Universidad Pública de Navarra (UPNA), siendo su principal objetivo el establecer un marco de colaboración científico-tecnológica entre ambas entidades. Desde su puesta en funcionamiento, la Cátedra Industria 4.0 ha llevado a cabo la realización conjunta de actividades de Investigación y Docencia que han despertado un gran interés en los alumnos (últimos cursos de Grado) tales como la realización de Trabajos Fin de Grado (TFG) con la concesión de un Premio al mejor TFG dentro de los ámbitos de interés científico-tecnológico tales como la Fabricación Avanzada, Diseño Industrial, Big Data, Automatización, Robótica y Eficiencia Energética. Por último, otro de los puntos clave de esta Cátedra ha sido la formación educativa continua con la celebración de Jornadas Técnicas. Fruto de ello, se ha realizado el "Curso Internacional de Energías Renovables" en colaboración con la Universidad de Kentuchy con el principal objetivo de que los alumnos conozcan diferentes tipos de energías renovables (eólica, termosolar, fotovoltaica, biomasa, geotérmica e hidroeléctrica) y comprendan cuál es su impacto económico. Este curso resulta especialmente de interés ya que favorece el intercambio de conocimiento e ideas entre profesionales y alumnos de distintas nacionalidades.
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Optical fiber sensors based on gold nanorods embedded in polymeric thin films
(Elsevier, 2018) Urrutia Azcona, Aitor; Goicoechea Fernández, Javier; Rivero Fuente, Pedro J.; Pildain Lería, Ander; Arregui San Martín, Francisco Javier; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoa eta Telekomunikazio Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute for Advanced Materials and Mathematics - INAMAT2
In this work, we present a study about the generation and analysis of optical resonances caused by gold nanorods (GNRs) embedded in films. GNRs were embedded in polymeric thin films using the Layerby-Layer nanoassembly (LbL) deposition technique. Polymer/GNRs thin films of different thicknesses were deposited on the surface of cladding removed optical fibers for sensing. The spectral responses of the optical fiber sensors were monitored during the build-up of the thin films. The generation of two Localized Surface Plasmon Resonances (LSPRs) associated to the GNRs was observed in thinner coatings. These devices with around 12 polymer/GNRs bilayers were characterized as refractometers, providing an intensity-based sensitivity up to 75.69 dB/RIU. For thicker polymer/GNRs overlays, both LSPRs bands were also generated and, additionally, it was observed a new Lossy Mode Resonance (LMR) band due to modes coupled to the sensitive coating. The dependence of these three resonance bands with the surrounding refractive index was studied. Finally, these sensors were tested in a climatic chamber in the 20-90% relative humidity (RH) range and the LMR showed a good sensitivity to RH changes while the LSPR bands remained very stable in comparison. Results showed an excellent sensitivity of 11.2 nm/%RH for the LMR, confirming the potential of this type of optical fiber sensor based on the combination of LSPRs and LMRs bands.