Proyectos
Estudio de las Propiedades Ópticas, Morfológicas y Estructurales de Películas Delgadas de Dióxido de Titanio para Aplicaciones Ópticas y Electrónicas
Resumen
El dióxido de titanio es un material semiconductor abundante, de bajo costo, alta estabilidad química y baja toxicidad, cuyas propiedades ópticas y estructurales pueden aprovecharse en aplicaciones que van desde la biomedicina hasta los dispositivos ópticos y electrónicos. Dichas propiedades pueden mejorarse si el material se encuentra nanoestructurado en películas delgadas. La mejor técnica para conseguirlo es la anodización pues es una de las más simples y la única que permite obtener arreglos auto-organizados de nanotubos altamente orientados, cuyas características morfológicas pueden ser controladas fácilmente modificando las condiciones del proceso. Tal procedimiento ha sido ampliamente estudiado en términos de la morfología del material, pero no tanto en términos de sus propiedades ópticas y estructurales, las cuales son variables fundamentales en aplicaciones como los dispositivos ópticos y electrónicos, por ejemplo en sensores de luz ultravioleta (UV) y de hidrógeno. En el caso de los sensores de luz UV se han estudiado otro tipo de películas delgadas de dióxido de titanio, pero son muy escasos los estudios con arreglos de nanotubos formados por anodización, los cuales prometen tener un mejor desempeño por su nanoestructura. En el caso de los sensores de hidrógeno la literatura es más amplia y la mayoría de reportes tratan de la anodización en voltaje constante y coinciden en que una mayor área superficial mejora el desempeño del material. Algunos estudios muestran que es posible mejorar el área superficial de los nanotubos aplicando un perfil de voltaje alternante en lugar de uno constante, pero no se encuentran reportes del uso de este tipo de materiales en estas aplicaciones. Entonces resulta pertinente hacer un estudio exhaustivo y sistemático del efecto de las variables de preparación en la anodización sobre las propiedades ópticas, morfológicas y estructurales del material orientado a su aplicación en dispositivos ópticos y electrónicos. Para hacerlo, este proyecto se divide en tres partes: la preparación del material para conocer los efectos de los parámetros del proceso sobre sus propiedades y el estudio, diseño y construcción de dispositivos ópticos y electrónicos, que serán un sensor de luz UV y otro de hidrógeno. Estas tres partes estarán atravesadas transversalmente por la caracterización óptica, estructural y morfológica del material, de manera que sea posible optimizar la preparación del material para estas dos aplicaciones. Cada parte será desarrollada por un o una estudiante de maestría, uno o una para la preparación del material, otro u otra para el sensor de hidrógeno y otro u otra para el sensor de luz UV, en coordinación con el trabajo del grupo de Materiales, Catálisis y Medio Ambiente del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental en producción de hidrógeno. En total se solicitarán a la universidad COP 30.000.000 que se destinarán a la caracterización del material y la compra de materiales y reactivos para la preparación de las películas delgadas y para la construcción de los sensores.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, LA CREACIÓN Y LA INNOVACIÓN EN POSGRADOS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 2: Nuevos proyectos de investigación, creación o innovación
Responsable