Environmental sensors based on geometrically modified magnetoelastic resonators functionalized with MOFs

Abstract

La detección de compuestos tóxicos presentes en el agua y en el aire resulta crucial para asegurar la salud de la población. Los sensores magnetoelásticos permiten una detección rápida, precisa, barata y a distancia. Sin embargo, ciertas propiedades como la sensibilidad y la selectividad de los mismos deben ser optimizadas. La presente tesis doctoral se centra en mejorar las capacidades de este tipo de sensores. En primer lugar, se analiza el efecto de la geometría del resonador magnetoelástico en propiedades tales como la sensibilidad a la masa, observándose que ésta puede aumentar considerablemente utilizando sensores triangulares o romboédricos en lugar de rectangulares. En segundo lugar, se analiza la posibilidad de utilizar materiales de tipo MOF (Metal Organic Frameworks) como capa activa en estos sensores y se investigan distintos procesos de funcionalización para integrar estos materiales en los resonadores magnetoelásticos. Finalmente, se analiza el uso de los sensores desarrollados para la detección de ciertos compuestos como metales pesados o compuestos orgánicos volátiles. Los resultados obtenidos muestran una mejora en el funcionamiento de estos sensores al introducir estas modificaciones, lo que resulta crucial para el futuro desarrollo de sensores inalámbricos basados en resonadores magnetoelásticos para las llamadas ¿ciudades inteligentes¿, en línea con los objetivos planteados en el programa de investigación e innovación de la Unión Europea (Horizonte Europa) y en los de desarrollo sostenible (Agenda 2030).