AKTIVNOSTI SEKCIJA AMACIZ-a

Ljerka Kratofil Krehula

Usklopu znanstveno-stručnih kolokvija AMACIZ-a, predavanja su u proteklom periodu održali doc. dr. sc. Zvonimir Katančić i doc. dr. sc. Petar Kassal koji su predstavili svoje istraživačke projekte.

14. srpnja 2021.

(Predstavljanje Uspostavnog istraživačkog projekta Hrvatske zaklade za znanost) doc. dr. sc. Zvonimir Katančić

Zavod za polimerno inženjerstvo i organsku kemijsku tehnologiju Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu

Zvonimir Katančić predstavio je projekt koji se bavi istraživanjima u području nosive elektronike i razvoja materijala s dobrim električnim svojstvima i onima nalik koži. Takvi materijali imaju sposobnost istezanja i kretanja zajedno s ljudskom kožom što otvara mogućnosti za razvoj istezljivih senzora za kontinuirano praćenje zdravlja. U tome je ključno molekularno krojenje strukture kako bi se dobili funkcionalni materijali koji se mogu istegnuti i zacijeliti nakon mehaničkih oštećenja. Vodljivi polimeri nametnuli su se kao idealni materijali za tu svrhu, ali njihova modifikacija, kako bi se dobio rastezljiv, a istovremeno mehanički stabilan materijal uz zadržavanje sposobnosti visoke vodljivosti i dalje predstavlja izazov.

Glavni je cilj projekta popuniti prazninu u znanju novim konceptom molekularnog dizajna kako bi se odgovorilo na navedeni izazov razvoja rastezljivih i zacjeljivih vodljivih materijala.

U sklopu projektnih aktivnosti predložena su dva pristupa razvoju materijala. Prvi uključuje dinamičko nekovalentno umrežavanje vodikovim vezama, a drugi kovalentno umrežavanje konjugiranih cijepljenih kopolimera. Cijepljeni kopolimeri temeljit će se na poli(3,4-etilendioksitiofenu) kao glavnom lancu i poli(akril-uretanu) te polietilen-glikolu ili polikaprolaktonu kao bočnim lancima. Za postizanje postavljenog cilja, koristit će se radikalska polimerizacija prijenosom atoma, vrsta kontrolirane radikalske polimerizacije kojom je moguće sintetizirati cijepljeni kopolimer s kontroliranom gustoćom i duljinom bočnih lanaca odgovornih za rastezljivost i zacjeljivost. Sintetizirani polimeri bit će tiskani na elastične podloge inkjet tehnikom kako bi se dobio materijal spreman za integraciju senzora.

6. prosinca 2021.

„Fotonsko sinteriranje inkjet ispisanih elektrokemijskih senzora i biosenzora na plastičnim podlogama“

(Predstavljanje Uspostavnog istraživačkog projekta Hrvatske zaklade za znanost) doc. dr. sc. Petar Kassal

Zavod za opću i anorgansku kemiju

Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu

Predavanjem je predstavljen projekt koji se bavi razvojem elektrokemijskih senzora i biosenzora koji se sve više istražuju zbog rješavanja važnih globalnih pitanja, primarno iz područja zdravstva (nosivi senzori) i zaštite okoliša (analiza voda). Razvoj primjerenih senzora trenutno je usporen zbog nedostatka jeftinih i brzih proizvodnih tehnologija, ali to se može riješiti primjenom etabliranih tehnologija iz područja tiskane elektronike (printed electronics). Konkretno, inkjet ispis je prilagodljiva i jeftina tehnika depozicije materijala, kompatibilna s masovnom proizvodnjom, koja omogućava izradu cijelih (bio) kemijskih senzora uz manje otpada.

Glavni cilj ovog projekta je razvoj, pomoću inkjet ispisa na plastičnim podlogama, jeftinih, ali robusnih senzora za određivanje važnih analita u nosivim sustavima za analizu znoja (elektroliti) te ključnih analita u zaštiti okoliša (farmaceutici i pesticidi). Istraživanje tijekom projekta provodit će se od sinteze vodljivih tinti temeljenih na nanočesticama metala (Au, Ag, Cu) i ugljika (ugljikove nanocijevi, grafen, grafen-oksid), do razvoja plošnih čvrstih ion-selektivnih elektroda i amperometrijskih biosenzora.

U predavanju su predstavljeni izazovi u razvoju takvih senzorskih sustava. Jedan od ključnih izazova jest toplinska obrada ispisanih elektroda zbog relativno niskih staklišta korištenih plastičnih podloga. Rješenje tog problema nalazi se u primjeni fotonskog sinteriranja intenzivnom pulsirajućom svjetlošću (Intense pulsed light, IPL). IPL je poznata tehnologija u tiskanoj elektronici koja je nedovoljno istraživana u razvoju elektrokemijskih senzora. Poznato je da IPL ima znatan utjecaj na morfološka i električna svojstva različitih nanočestica, a tijekom projekta će se ispitati i očekivani utjecaj na analitičku izvedbu senzora razvijenih pomoću te tehnologije.