Instituto Pedro Nunes
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Nanosensing
Filmes finos semicondutores do tipo nanocompósito, compostos por nanopartículas de metal nobre dispersos em matrizes reativas oxido-metal para aplicações em detetores de gases com base em ressonância de plasmões de superfície.

Desafio

O principal desafio é o desenvolvimento de conceitos alternativos para sensores de gás, com sensibilidade ao nível molecular, especialmente adaptados para proteção ambiental no setor automóvel. O projeto visa desenvolver sensores de gás de
baixo custo, com base em semicondutores de óxidos metálicos (MOs), contendo vários tipos de nanopartículas (NPs) de metal nobre (NM), com sensibilidade molecular e de grande relevância para diversos setores industriais.

Solução

A investigação será focada em nanopartículas (NPs) de metais nobres (NM), tais como Au e Ag, que são resistentes a oxidação e exibem picos de absorção excecionalmente intensos (LSPR) no espectro visivel. As estruturas MOs incluem óxidos como WO3, Ta2O5, ZnO ou SnO2, que demostram grande sensibilidade aos gases mencionados anteriormente, que são preocupações centrais não só na indústria automóvel, mas também em varias outras áreas da indústria e dos produtos de consumo e de serviços de saúde.
Dois métodos complementares serão testados para produzir os filmes nanoestruturados: i) a co-deposicao utilizando uma fonte de nanopartículas, para Au ou Ag, e pulverização catódica reativa de alvos metálicos em atmosfera de oxigénio, para a matriz e; ii) co-pulverizacao catódica em magnetrão, utilizando fontes de alta potencia (HIPIMS) para o alvo de metal nobre, e uma fonte convencional/HIPIMS, para a matriz dielétrica. A estudo do efeito LSPR e a sistematização da consequente capacidade de deteção será levada a cabo através de cálculos atomísticos, enquanto a espectroscopia avançada e microscopia vão ser utilizadas para caracterizar os materiais e o seu desempenho de modo que os sistemas otimizados as respetivas configurações possam ser concebidas e subsequentemente testadas. A prova de conceito-será implementada e o potencial de aplicação prática será avaliado através de protótipos de sensores, em particular, para aplicações na indústria automóvel.

Referência do projecto

POCI-01-0145-FEDER-016902

Financiamento

FEDER
FEDER

Localização

Nacional

Custo total

180.408,00

Custo IPN

64.368,00

Apoio financeiro da UE

FEDER - 54.712,80 | OE - 9.655,20

Duração

3 anos

Consórcio

Universidade do Minho;
IPN;
NOVA.ID.FCT - Associação para a Inovação e Desenvolvimento da FCT;
Centro de Física e Investigação Tecnológica (CEFITEC/FCT/UNL);

Parceiros

 

Palavras-chave

Ressonância de plasmões de superfície, Sensores de gás, Alteração das características óticas, Canhão de nanopartículas.