Dispositivos para análisis y caracterización de materiales mediante técnicas de respuesta múltiple con base electroquímica.

Aspectos nuevos e innovadores

Las técnicas desarrolladas en nuestro grupo todavía han sido comercializadas en instrumentos compactos en colaboración con la empresa Metrohm Dropsens, no obstante, las combinaciones más avanzadas todavía no están disponibles comercialmente. La modularidad de los componentes permite su combinación del modo adecuado para obtener los mejores resultados en función de cada problema planteado. Si bien los componentes utilizados son sobradamente conocidos, el ensamblaje de los mismos representa una tecnología punta en el contexto internacional.

Principales ventajas derivadas de su utilización

Estas técnicas son relativamente económicas en relación con otro tipo de instrumentos y son capaces de suministrar gran información.

Características técnicas

Una de las técnicas desarrolladas en nuestro grupo, la Espectroscopía Bidimensional, se esquematiza en el apartado "3. imágenes". En ella se muestra un equipo para la medida simultánea de dos señales ópticas y una eléctrica. En este caso particular el equipo consta de una fuente luminosa cuya radiación llega mediante fibras ópticas hasta la cubeta que contiene el material estudiado. En la celda se introducen tres electrodos conectados al potenciostato. El portacubetas dispone de puntos de anclaje para fibras ópticas, con lentes que coliman el haz de luz incidente. Éste, tras atravesar el electrodo y/o la disolución en la que se está produciendo la reacción, disminuye o aumenta su intensidad en proporción a la cantidad de material o reactivos absorbentes presentes en la celda. La luz emergente es recogida por fibras ópticas que la conducen hacia el monocromador correspondiente, donde se dispersa en diferentes longitudes de onda sobre un detector de batería de diodos. La sincronización temporal del equipo electroquímico y el espectroscópico es clave, ya que pequeños errores en el registro de tiempo pueden conducir a grandes errores en los potenciales calculados. El control del experimento y el registro de los datos se realiza con dos ordenadores independientes.

Este esquema (ver figura 1) de dispositivo experimental es modificado en función de las técnicas analíticas utilizadas, pudiendo trabajar con diferentes rangos espectrales e incluso con fuentes láser que provoquen fenómenos ópticos como la dispersión Raman o la fluorescencia molecular. Nuestros dispositivos también permiten la obtención de espectros Raman simultáneamente con medidas en el espectro UV/Vis tanto en configuración normal como paralela. Además, se pueden emplear técnicas de fotoluminiscencia combinadas con la electroquímica y con otras técnicas espectroscópicas.
Actualmente, también se desarrollan sustratos SERS adecuados para la detección/determinación de moléculas de interés de modo particularizado, obteniendo una alta sensibilidad y selectividad con una buena reproducibilidad.

Aplicaciones

Nuestras tecnologías han sido aplicadas con éxito al estudio y caracterización de nuevos materiales:
1. Polímeros conductores
2. Nanopartículas metálicas
3. Nanopartículas semiconductoras
4. Nanotubos de carbono
5. Grafeno
6. Biomoléculas
Sin lugar a dudas pueden ser empleadas con materiales más “clásicos”, siempre que sean susceptibles de ser oxidados o reducidos o sufran algún tipo de transformación a lo largo del tiempo.

Estado actual de desarrollo

Fase de prototipo

Relación comercial deseada

Acuerdo comercial, Acuerdo de licencia, Cooperación técnica: un mayor desarrollo, Cooperación Técnica: testar nuevas aplicaciones; Cooperación Técnica: adaptación a necesidades específicas.