Nová technologie nanosenzorů pochází z Ústavu mikroelektroniky

Nová technologie nanosenzorů pochází z Ústavu mikroelektroniky

31. 08. 2012

Chemický nanosenzor, který byl vyvinut na Vysokém učení technickém v Brně na Ústavu mikroelektroniky, představuje unikátní konstrukci senzoru, která je formována uspořádaným polem vhodně pospojovaných nanosenzorů tvořících dohromady 3D systém.

Miniaturní chemické senzory jsou obvykle tvořeny planární neboli sendvičovou strukturou vrstev obsahující nanokrystaly nebo molekuly, přičemž elektrody jsou obvykle v jedné rovině. Oproti tomu v případě konstrukce senzoru našich vědců nejsou elektrody orientovány v jedné rovině, což s výhodou umožňuje volné protékání roztoků nebo plynů mezi nanosenzory jako mikrokanálem.

Jedná se o zcela nový produkt charakterizovaný vertikální strukturou nanosenzorů k povrchu (k planární struktuře), který lze formovat do 1D, 2D i 3D struktury senzorů přinášející kvalitativní zlepšení parametrů.

Doposud byly hledány materiály s vysokou citlivostí deponovány planárně, které byly z hlediska konstrukce mikrosenzoru použity kompromisně mezi aktivní plochou a celkovými rozměry senzoru. Díky dobrým citlivostem materiálu bylo možné dosáhnout limitů pod 1 ppm až na úroveň desítek ppb, což běžně používanými vrstvovými metodami nelze dosáhnout i při využití nanočástic.

Namísto dosavadního používání vrstvení citlivého materiálu různými technikami (vakuovými, tiskem, spin-coating, chemickou oxidací kovů) na elektrodách, popř. pod elektrodami, byl navržen systém nanostruktur s vysokou uspořádaností na ploše. Tento systém nanostruktur lze vytvořit buď za pomoci porézní masky realizované litograficky, nebo využitím samouspořádání při anodizaci některých kovů. Pro vytváření nanostruktur v pórech lze využít technik naprašování, impregnace ze sol-gel roztoku, chemické nebo elektrochemické depozice.

Výhody výše uvedeného produktu jsou zcela evidentní:

  • díky vertikální struktuře nanosenzorů je umožněno vytvářet pole nanosenzorů;
  • vysoká uspořádanost zajišťuje vysokou hustotu a přitom prostor pro difúzi iontů nebo molekul, které jsou detekovány;
  • uvedené řešení umožňuje dosáhnout velmi nízkých limitů detekce na úrovní jednotek ppb, popř. pod ppb.

Technologie chemického nanosenzoru najde uplatnění zejména u firem zabývajících se výrobou chemických senzorů, bezpečnostních pomůcek, ale také ve vojenském průmyslu a protichemické ochraně. Alternativní využití je možné v podobě tepelně-izolační dvoustěnné desky s možností chlazení plynem nebo kapalinou pro mikrozařízení.

Unikátní řešení chemického nanosenzoru bylo nezbytné chránit, a to jak pomocí patentu, tak užitného vzoru.


FaLang translation system by Faboba