Izrada ion selektivnih elektroda inkjet ispisom

završni rad

• Naslov (engleski): Inkjet printed ion-selective electrodes
• Autor: Laura Markanović
• Mentor: Petar Kassal (mentor)
• Član povjerenstva: Petar Kassal (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Jozefina Katić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Igor Dejanović (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-09-24, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Potenciometrijski senzori posljednjih desetljeća su od posebnog interesa u svim poljima. Koriste se u industriji i znanosti kao i u svakodnevnom životu zbog brojnih prednosti od kojih su neke jednostavnost, niski trošak proizvodnje, visoka osjetljivost i selektivnost kao i prenosivost pogodna za in situ mjerenja. Klasične ion selektivne elektrode s unutarnjim elektrolitom koje su dio potenciometrijskih sustava, zbog brojnih nedostataka zahtijevaju alternativno rješenje. Pokušaj njihovog poboljšanja dolazi u obliku izrade ion selektivnih elektroda s čvrstim kontaktom odnosno čvrstofaznih elektroda. Eliminacijom vodene komponente dolazi do jednostavnijih mjerenja čiji su rezultati usporedivi s onima klasične ion selektivne elektrode. Iako i one imaju nedostatke kao što je stvaranje vodenog sloja između membrane i čvrstog kontakta njihova upotreba je i dalje vrlo poželjna, a primjene mnogobrojne. Mogućnosti minijaturizacije je velika prednost stoga se koriste i u nosivim senzorima. Inkjet ispis je beskontaktna i potpuno digitalna tehnologija, s minimalnim viškom materijala. Kao takva je idealna za ispis ion selektivnih elektroda s čvrstim kontaktom. Za uspješan, kvalitetan ispis postoji više opcija materijala za inkjet tintu koja ujedno mora zadovoljiti određene reološke zahtjeve. U ovom radu predstavljen je literaturni pregled ion selektivnih elektroda s čvrstim kontaktom ispisanih inkjet metodom. Inkjet ispisom razvijeni su dijelovi potenciometrijskih senzora za K+, Na+, S2-, NO3-, pH i temperaturne senzore kao i čvrstofazne Ag/AgCl (pseudo)referentne elektrode. Kao čvrsti kontakt korišteni su materijali poput grafena, PEDOT:PSS-a, zlata, srebra, ugljikovih nanocjevčica. Istraživanjima se pokazao skoro Nernstov odziv, stabilan potencijal i dobra osjetljivost te velika selektivnost i reproducibilnost, a takve karakteristike daju mogućnost za njihovu masovnu proizvodnju ovom metodom.

Sažetak (engleski)

Potentiometric sensors in recent decades have been of particular interest in all fields. They are used in industry and science as well as in everyday life due to a number of advantages some of which are simplicity, low production cost, high sensitivity and selectivity as well as portability suitable for in situ measurement. Classical ion-selective electrodes with an internal electrolyte that are part of potentiometric systems, due to numerous shortcomings, require an alternative solution. An attempt to improve them comes in the form of making ion-selective electrodes with solid contact or solid state electrodes. The elimination of aqueous components leads to simpler measurements whose results are comparable to those of classical ion selective electrodes. Although they also have disadvantages such as the formation of an aqueous layer between the membrane and the solid contact, their use is still very desirable, and the applications are numerous. Miniaturization capabilities are a great advantage and are therefore also used in wearable sensors. Inkjet printing is a contactless and fully digital technology, with minimal excess material. As such, it is ideal for printing ion selective electrodes with solid contact. For successful, high-quality printing, there are several options for inkjet ink materials that must also meet certain rheological requirements. In this paper, a literature review of ion-selective electrodes with solid contact printed by the inkjet method is presented. Inkjet printing was used for the development of parts of potentiometric sensors for K+, Na+, S2, NO3-, pH and temperature sensors as well as solid-state Ag/AgCl (pseudo) reference electrodes. Materials such as graphene, PEDOT:PSS, gold, silver, carbon nanotubes were used as solid contact. Research has shown these electrodes have almost Nernst response, stable potential and good sensitivity as well as high selectivity and reproducibility, and such characteristics allow for their mass production by this method.

• Ključne riječi: potenciometrijski senzori; ion-selektivne elektrode; čvrstofazne elektrode; inkjet ispis
• Ključne riječi (engleski): potentiometric sensors; ion-selective electrodes; solid phase electrodes; inkjet printing
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:033458
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (univ. bacc. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-05-05 10:47:51