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MATERIALES COMPUESTOS SONOGEL-CARBONO-POLÍMEROS CONDUCTORES Y SUS VARIANTES: PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN Y SU APLICACIÓN EN LA CONSTITUCIÓN DE (BIO)SENSORES ELECTROQUÍMICOS

DESCRIPCIÓN

La presente invención describe, en primer lugar, un método de fabricación de baja complejidad instrumental y bajo coste energético de materiales basados en sonogel (redes de silicio y oxígeno obtenidas mediante la aplicación de ultrasonidos de alta energía), carbono particulado o nanoparticulado y polímeros conductores, así como sus variantes. El proceso es muy versátil y permite generar múltiples materiales variando la fuente de carbono, el catalizador o el polímero conductor. En todos estos materiales, sintetizados con el auxilio de diseño de experimentos, el polímero conductor empleado, PEDOT, PANI o PT, constituye la base estructural del material, además de ser uno de los componentes conductores del mismo.

USO Y APLICACIONES

El material sintetizado es susceptible de aplicación industrial, ya que puede ser empleado como sensor electroquímico acoplado a cualquier sistema de medida portátil comercial en la determinación in situ de analitos (analito es un componente de interés analítico) electroactivos de interés en múltiples áreas: agroalimentación, biomedicina y medioambiente. La utilización masiva de un polímero conductor, unido a la renovabilidad de la superficie de los electrodos con base en dichos materiales, permite solventar los problemas de degradación que sufren las películas de polímero conductor (PEDOT, PANI o PT), comúnmente empleadas, en general, en los dispositivos electroquímicos. El proceso de síntesis empleado permite ampliar en gran medida el abanico de materiales basados en Sonogel, carbono y polímeros conductores, que pueden ser empleados para la fabricación de dispositivos sensores con buenas propiedades mecánicas y electroquímicas, y cuya aplicabilidad para la detección de analitos o especies químicas de interés medioambiental, biomédico y/o agroalimentario, entre otros, es muy elevada.

VENTAJAS

Las ventajas de la presente invención se resumen en:

  • Proceso de fabricación muy versátil que genera como mínimo 18 materiales diferentes variando la fuente de carbono, el catalizador o el monómero precursor, entre otros.
  • Rapidez y sencillez del proceso e instrumental utilizado.
  • El polímero es parte estructural del material, aumentando su conductividad (91% en peso) y estabilidad respecto a otros materiales cerámicos, influyendo en la eficiencia del sensor constituido.
  • La renovabilidad superficial destaca por su rapidez y facilidad, permitiendo el uso del sensor repetidas veces, con una variabilidad en la respuesta, tras posteriores renovaciones, inferior al 5 %.  Así mismo, su bajo tiempo de respuesta permite la realización de multitud de análisis en un tiempo reducido, lo cual supone una gran ventaja en aplicaciones electroanalíticas.
  • Buenas propiedades mecánicas del material: nula contracción de volumen y erosión superficial prácticamente inapreciable tras múltiples medidas electroquímicas (más de 150) en dispositivos sensores.
  • Los parámetros de calidad del sensor como material base, sin modificación, son bastante buenos, comparables a los de otros sensores modificados con nanomateriale. Además, puede ser empleado en muestras reales.
  • La buena renovabilidad mecánica y electroquímica permite un uso continuado de estos dispositivos, solventando los problemas de degradación de películas de polímero conductor en sensores.

AUTORES

JOSE MARIA PALACIOS SANTANDER, IGNACIO NARANJO RODRIGUEZ, JOSE LUIS HIDALGO HIDALGO DE CISNEROS, DAVID LOPEZ IGLESIAS, MARIA MAGDALENA GARCIA ROMERO, LAURA MARIA CUBILLANA AGUILERA, JOAQUIN RAFAEL CRESPO ROSA,  JESUS CABEZA SAUCEDO, DOLORES BELLIDO MILA.

PALABRAS CLAVE

Materiales, compuestos, sonogel, carbono, polimeros, conductores, fabricación, aplicación, bio, sensores, electroquímicos.