Termometría óptica en la microescala mediante nanosondas luminiscentes de tipo upconversión
La termometría luminiscente basada en iones trivalentes de lantánidos (Ln"3+) se ha convertido en una técnica popular durante la ultima década debido a su versatilidad, estabilidad, alta e- ciencia cuántica de emisión y su amplio rango espectral, cubriendo desde el ultravioleta hasta el infrarr...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1178/1/1Aguilar.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | La termometría luminiscente basada en iones trivalentes de lantánidos (Ln"3+) se ha convertido en una técnica popular durante la ultima década debido a su versatilidad, estabilidad, alta e- ciencia cuántica de emisión y su amplio rango espectral, cubriendo desde el ultravioleta hasta el infrarrojo. Este método permite medir con resoluciones espaciales y temporales que resultan inaccesibles para la termometría convencional, así como con una alta sensibilidad térmica relativa (~2%K"-1). En este trabajo se presenta el desarrollo de una plataforma robotizada para termometría óptica que utiliza nanopartículas de tipo upconversion (como sondas) de diámetros entre 10 nm y 300 nm, sintetizadas en la Sala Limpia perteneciente al Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN) dentro del Centro Atómico San Carlos de Bariloche. Esta plataforma utiliza placas electrónicas de hardware Arduino que controlan diversos sensores y motores a través de una serie de rutinas interactivas escritas en Python. También cuenta con sistemas ópticos adaptados tanto para la emisión de la luz como para la colección de la misma por una fibra óptica hacia un espectrómetro USB. Se estudia principalmente la calibración térmica de las nanopartículas, su respuesta temporal en ciclos de calentamiento/enfriamiento en comparación a un termómetro externo de referencia, su resolución en temperatura y espacio-temporal en secuencias de barrido, y sus aplicaciones directas a sistemas de estudio diferentes, cuyos efectos térmicos resultan novedosos y son inaccesibles a través de otros métodos. Se realizaron pruebas para mejorar considerablemente la sensibilidad de estos nanotermometros, se trabajó en un diseño para un sensor térmico a partir de una fibra óptica con recubrimiento de nanopartículas, y se estudió una configuración posible mezclando las nanopartículas en cuestión con nanoestrellas de oro para medir en el futuro cultivos celulares in-vitro (Astrocitos), cuyos efectos de disipación térmica resultan desconocidos. La plataforma desarrollada posee una resolución en temperatura de (0,79 ± 0,01) K, una espacial de (1,0 ± 0,1) μm y una temporal de (0,44 ± 0,02) s.
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