Nanostrukturēti vairākslāņu hibrīdie pārklājumi interferometrisko un optoelektronisko sensoru veidošanai

LZP-2020/1-0200 Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts (FLPP)

Kopsavilkums

Projektā tiek izstrādātas tehnoloģijas jaunu portatīvu sensoru radīšanai pielietojumiem vides, bioloģisko un industriālo procesu monitoringam.

Galvenie izaicinājumi ir mazu izmaksu sensoru aktīvo elementu izveide, kas nodrošinātu pietiekamu jutību un selektivitāti, kā arī vienkāršu nolases procedūru, kas neprasa dārgu aparatūru. Kā iespējamais risinājums tiek piedāvāts aktīvās virsmas izgatavošanai izmantot pašorganizējošus procesus, piemēram, poru sakārtošanos anodētā alumīnija oksīdā. Tradicionālās spektroskopijas nolases iekārtas paredzēts aizstāt ar interferences attēlu uzņemšanu, kam pietiekamas būtu plaša patēriņa klases fotokameras, tādas kā mobilajos telefonos.

Projektā iegūtie dati, programmatūra un rezultāti tiek uzkrāti un publicēti atvērtas pieejas repozitorijos un starptautiski atzītos zinātniskajos žurnālos. Tos varēs izmantot visi interesenti, uzņēmēji, mācību, pētniecības iestādes. Projekta izstrādē iesaistīti bakalaura, maģistra un doktorantūras programmu studenti, fizikas, ķīmijas, bioloģijas un informācijas tehnoloģiju nozarēs.

Attēls:Alumīnija virsma ar optiskā sensora aktīvo pārklājumu, mikroskopa attēls aptuveni 100 reižu palielinājumā.

Publikācijas

1. U. Malinovskis, A. Dutovs, R. Poplausks, D. Jevdokimovs, O. Graniel, M. Bechelany, I. Muiznieks, D. Erts, J. Prikulis, (2021). Visible Photoluminescence of Variable-Length Zinc Oxide Nanorods Embedded in Porous Anodic Alumina Template for Biosensor Applications. Coatings, 11, 756. https://doi.org/10.3390/coatings11070756
2. U. Malinovskis, R. Popļausks, A. Jurkevičiūtė, A. Dutovs, K. Berzins, V. Perkanuks, W. Simka, I. Muiznieks, D. Erts, J. Prikulis, (2022). Optimization of Colloidal Gold Nanoparticles on Porous Anodic Aluminum Oxide Substrates for Refractometric Sensing. ACS Omega, 7, 40324-32. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c05305

Konferences

1. A. Dutovs, U. Maļinovskis, J. Prikulis, R. Popļausks, A. Tamulevičienė, D. Erts Grafēna slāņa ietekme uz hibrīda Al/PAAO/NP materiāla lokalizēto virsmas plazmonu rezonansi (Impact of graphene layer on hybrid Al/PAAO/NP material local surface plasmon resonance) Latvijas Universitātes 79. starptautiskās zinātniskā konference Nanoelektronika, nanotehnoloģijas un radiācijas procesi 2021. gada 5. februārī , Zoom platformā
2. A. Dutovs, R. Poplausks, A. Felsharuk, D. Erts, J. Prikulis Impact of Graphene Transferred onto Au Nanoparticles Deposited on Porous Alumina Template Advanced Materials and Technologies 2021: 23rd International Conference-School, 23-27 August, 2021, Palanga, Lithuania
3. U. Malinovskis, A. Dutovs, R. Poplausks, M. Bechelany, D. Erts, J. Prikulis Photoluminescence of Variable-Length Zinc Oxide Nanorods Embedded in Porous Anodic Aluminum Oxide Matrix Advanced Materials and Technologies 2021: 23rd International Conference-School, 23-27 August, 2021, Palanga, Lithuania
4. A. Dutovs, U. Malinovskis, R. Poplausks, M. Bechelany, D. Erts, J. Prikulis Optical Characterization of Hybrid ZnO-Nanoporous Alumina Substrates 2021 IEEE 11th International Conference “Nanomaterials: Applications & Properties” (NAP-2021) Odesa, Ukraine, September 5-11, 2021
5. A. Dutovs, I. Oliseveca, R. Poplausks, U. Malinovskis, M. T. Giardi, D. Erts, J. Prikulis Self-assembled gold nanoparticle arrays for antigen based biosensors 80th International Scientific Conference of the University of Latvia. Nanotechnologies and Radiation Processes : Online meeting. Riga, 3-4 February 2022
6. V. Perkaņuks, A. Dutovs, R. Poplausks, U. Malinovskis, J. Prikulis Automated dataset acquisition for nanoporous anodic alumina sensor substrate production monitoring and performance evaluation 80th International Scientific Conference of the University of Latvia. Nanotechnologies and Radiation Processes : Online meeting. Riga, 3-4 February 2022
7. J. Prikulis Self-organized nanostructured metal and metal oxide containing multilayers for optical sensing Joint International Conference Functional Materials and Nanotechnologies and Nanotechnology and Innovation in the Baltic Sea Region FM&NT - NIBS 2022 Riga, Latvia July 3 - July 6, 2022
8. A. Dutovs, V. Perkanuks, I. Oliševeca, A. Jurkevičiūtė, R. Poplausks, D. Erts, J. Prikulis In-situ optical control of nanoporous alumina layer thickness Joint International Conference Functional Materials and Nanotechnologies and Nanotechnology and Innovation in the Baltic Sea Region FM&NT - NIBS 2022 Riga, Latvia July 3 - July 6, 2022
9. U. Malinovskis, R. Popļausks, A. Dutovs, K. Berzins, V. Perkanuks, D. Erts, J. Prikulis Refractometric Sensing of Variable Size Noble Metal Nanoparticles on Porous Anodic Aluminum Oxide Advanced Materials and Technologies 2022: 24th International Conference, 22-26 August, 2022, Palanga, Lithuania
10. A. Dutovs, V. Perkaņuks, I. Oliševeca, R. Popļausks, D. Erts, J. Prikulis Non-damaging Optical Determination of Nanoporous Alumina Layer Thickness during Anodization Process Advanced Materials and Technologies 2022: 24th International Conference, 22-26 August, 2022, Palanga, Lithuania
11. J. Prikulis, U. Malinovskis, R. Poplausks, A. Dutovs, D. Erts PAAO Based Hybrid Multilayers for Colorimetric and Interferometric Optical Sensing 3rd Baltic Biophysics Conference, October 6-7th, 2022, Vilnius, Lithuania

Datu kopas

1. Anodization kinetics March 4, 2021
2. Layers in situ 22-23 sept 2021 October 6, 2021
3. Anodization of aluminium - optical measurments November 25, 2021
4. Bulk refractive index sensitivity (BRIS) benchmarking December 17, 2021
5. Refractive index sensitivity of scattering by Al-PAAO-Au film substrates November 25, 2022

Atvērtā koda repozitoriji

Sociālie tīkli

Notikumi

1. 11.03.2021. dalība LU ASI Zinātniskajā seminārā. Dr. Juris Prikulis "Poraina anodētā alumīnija oksīda izmantošana nanostrukturētu vairākslāņu optisko pārklājumu veidošanai"
2. 16.06.2021. Maģistra darba aizstāvēšana. A Dutovs "Nanoporainu anodēta alumīnija oksīdu saturošu vairākslāņu optisko pārklājumu sintēze un raksturošana" DSpace
3. 24.06.2021. Publicēts brīvpieejas (open access) raksts žurnālā MDPI Coatings 2021, 11(7), 756
4. 23.09.2021. Vai viegli noķert nanodaļiņu?, Zināšanu agora, LU Jauno inovāciju un tehnoloģiju diena 2021. YouTube

   

5. 19.10.2021. Laboratorijas darbs par nanodaļiņu masīvu veidošanu, izmantojot metodi ar poraina anodētā alumīnija oksīda pārklāšanu koloidālā suspensijā, kas attīstīta un pilnveidota projekta ietvaros, pirmo reizi izmantota bakalaura studiju programmas kursā Ķīmi3034 : Nanoķīmija.

   

   Attēls:Paraugs koloidālā suspensijā.

6. 13.06.2022. Bakalaura darba aizstāvēšana. V. Perkaņuks "Porainā anodētā alumīnija oksīda optisko sensoru substrātu izgatavošanas procesu digitalizācija" ORTUS saite
7. 30.09.2022. Projekta stendu demonstrē „Zinātnieku nakts 2022” pasākumā LU Dabas mājā.
   
8. 28.10.2022. Publicēts brīvpieejas (open access) raksts žurnālā ACS Omega 2022, 7, 44, 40324-40332
9. 31.01.2024. Publicēts brīvpieejas (open access) raksts žurnālā Beilstein J. Nanotechnol. 2024, 15, 126-133