miun.sePublikationer
1 - 1 av 1
rss atomLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
  • Disputation: 2019-03-19 13:15 O102, Sundsvall
    Hammarling, Krister
    Mittuniversitetet, Fakulteten för naturvetenskap, teknik och medier, Institutionen för elektronikkonstruktion.
    Hydrogel-based pH-sensors: Development and characterisation of optical and electrical pH sensors based on stimuli-responsive hydrogels2019Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Möjligheten att mäta den kemiska parametern pH är av stor betydelse inom många områden. Nya regler från myndigheter och tillväxtmarknader gör att det finns det en stark motivation för förbättring av och forskning om nya typer av pH-sensorer och sensormaterial. Stimuli-responsiva hydrogeler (en grupp polymerer) är ett material som under de senaste årtiondena uppmärksammats på grund av deras förmåga att skräddarsys för att passa många olika applikationer. Ett specifikt område där de har uppmärksammats är i pH-sensorteknik.

    I arbetet presenterat i denna avhandling har två stimuli-responsiva hydrogeler använts. Dessa båda icke-toxiska hydrogeler har tidigare använts i olika läkemedel samt till DNA leverans system, men däremot inte till pH sensorer, vilket har gjorts i detta arbete. Hydrogelerna har använts för att konstruera och tillverka optiska pH sensorer baserade på fiberoptik samt elektriska sensorer med kapacitiv utläsning. Att syntetisera en hydrogel för en specifik applikation kan vara komplicerat, vilket beror på de många syntetiseringsparametrar som är inblandade vid tillverkning. Till exempel, leder införande av en högre tvärbindningsgrad till ökad mekaniska styrka hos hydrogelen, men också till en mindre maskstorlek, vilket i sin tur leder till en minskning av diffusions-hastigheten och absorption av lösningen. De två hydrogeler som undersöks i denna avhandling reagerar på pH-förändringar genom att absorbera eller desorbera vatten. Förändring av vattenhalt i hydrogelen ändrar också dess effektiva brytningsindex och permittivitet. Dessa ändringar av brytningsindex eller permittivitet kan med fördel mätas med optiska eller elektriska sensorsystem. Tre olika typer av sensorsystem har använts för att verifiera hydrogelens pH-respons och och dess lämplighet att användas i tunnfilms-teknik på olika substrat (glas och plast). Experimentella undersökningar har visat att de undersökta hydrogelerna är lämpliga att användas i både elektriska och optiska sensor konfigurationer. Det elektriska systemet visade sig känsligt för pH förändringar mellan ~3-12, och optiska system mellan ~2-12. Det observerades att låga pH värden ger en så stor volymsförändring av polymeren att denna då släpper ifrån underlaget. Det är därför troligt att  mätintervallet kan utökas om vidhäftningen mellan polymer och underlag kan förbättras.

    Resultaten från denna avhandling kan med ytterligare forskning ha en stark inverkan på utvecklingen av förbättrade pH-sensor konfigurationer, särskilt inom medicinska- och hälsovårds-applikationer samt miljöövervakning.