Láminas delgadas porosas funcionales y nanoestructuras 1D soportadas de óxidos para el desarrollo de microfluídica en lámina delgada, válvulas fotónicas y micro plasmas (POROUSFILMS)

En este proyecto se prepararán láminas delgadas de TiO2, ZnO, SiO2 y SnO2 dopado, así como nanostructruras de fibras soportadas de estos óxidos mediante deposition por plasma y por evaporación a ángulo rasante (GLAD). Se controlará la nano- y micro-estructura de las capas y fibras mediante la selección de las condiciones adecuadas de deposición usando GLAD y, en el caso de la deposición mediante plasma, tras ajustar y modelizar el plasma y sus principales parámetros de operación, así como los fenómenos ligados a la vaina del plasma y su influencia en el desarrollo de la nanoestructura de las capas y fibras. El primer objetivo del proyecto es conseguir controlar la porosidad y otras propiedades críticas (ópticas, conductividad eléctrica, comportameinto frente al mojado, etc.) de los materiales sintetizados para propiciar el desarrollo de nuevos métodos de manejo de fluidos (líquidos y gases) a escalas micro y, posiblemente, nanométricas de manera de inventar y desarrollar aplicaciones en los campos de microfuídica y microplasmas. Un objetivo adicional es el procesado de estas estructuras tanto en una aproximación 2D (procesado litográfico) como 3D mediante el uso de técnicas basadas en láser, el apilamiento en multicpas de diferentes estrucuras de capas finas porosas y/o la deposición selectiva de zonas hidrofóbicas de otros materiales tales como polímeros, siliconas, etc. A partir de estas estructuras se desarrollarán dispositivos microfluídicos basados en láminas delgadas porosas de TiO2 y ZnO activadas con luz (válvulas fotónicas). Estos materiales se vuelven superhidrofílicos cuando se iluminan con luz de <390 nm que, usada para iluminar ciertas áreas pequeñas del material (canales, circuitos micrométricos, etc.) usando lámparas adecuadas o un láser, permitirá activar selectivamente esas zonas. El desarrollo de microfiltración controlada por luz es otra nueva aplicación en este campo que debe permitir la difusión/filtración preferente de líquidos polares a través de las zonas iluminadas (válvula abierta). Conseguir una rápida reversión de este proceso (válvula cerrada) is otro reto que se abordará dentro del proyecto. Un objetivo final de carácter exploratorio es el modelado, diseño y desarrollo de mi-croplasmas basados en las estrucutras porosas en forma de capa delgada desarrolladas durante las etapas iniciales del trabajo. Estos prototipos de microplasmas estarán formados por electrodos de capas porosas de SnO2 dopadas permeables a gases y capas aislantes porosas de SiO2 que actuarán como barreras de separación. La evaluación de las caracterísitcas del plasma en estos dispositivos prototipo será una acción addicional que se abordará en el proyecto.

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