Návrh, výroba a testování grafenových biosenzorů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Pokrok ve vývoji nanotechnologií nám poskytuje dobrou příležitost k vývoji nových špičkových zařízení. Tato práce si klade za cíl vyrobit, popsat a změřit grafenové pH senzory na dvou různých substrátech - polymeru parylenu C a SiO2. Tento pH senzor je prvním krokem ve vývoji nositelné náplasti monitorující stav kůže a možné infekce. Grafen je 2D materiál na bázi uhlíku se zajímavými vlastnosti a nadějnými aplikacemi. Úspěšně jsme provedli dva různé experimenty sloužící k charakterizaci grafenových senzorů a jejich odezvu na různé hodnoty pH. V prvním experimentu jsme použili horní elektrolytické hradlo k určení bodu neutrality (Diracův bod). Druhý experiment popsal změnu rezistence grafenu jako funkce pH. Dále jsme také funkcionalizovali grafen polyanilinem, abychom zlepšili jeho vlastnosti. Prokázali jsme citlivost grafenových senzorů na pH pro oba substráty a objevili jsme několik výzev jako potřebu kontroly iontové síly, experimentů samotných a destrukce grafenu.
The progress in nanotechnology gives an outstanding tool to develop new cutting edge devices. This thesis aims to fabricate, describe and measure graphene pH sensors on two different substrates - polymer parylene C and SiO2. Such pH sensor is a pioneering step in the development of a wearable patch monitoring skin wound condition and local infections. Graphene is a one atom thick carbon-based material with promising properties and applications. We successfully performed two different experiments to characterise graphene sensors and their response to various pH. The first type of experiment used a liquid top gate to determine graphene charge neutrality point (Dirac point). The second experiment described graphene resistance change as a function of pH. Moreover, we also functionalised graphene by polyaniline to improve sensor qualities. We demonstrated pH sensitivity of graphene sensors on both substrates and discovered particular challenges regarding ionic strength, experiments themselves and graphene destruction.
The progress in nanotechnology gives an outstanding tool to develop new cutting edge devices. This thesis aims to fabricate, describe and measure graphene pH sensors on two different substrates - polymer parylene C and SiO2. Such pH sensor is a pioneering step in the development of a wearable patch monitoring skin wound condition and local infections. Graphene is a one atom thick carbon-based material with promising properties and applications. We successfully performed two different experiments to characterise graphene sensors and their response to various pH. The first type of experiment used a liquid top gate to determine graphene charge neutrality point (Dirac point). The second experiment described graphene resistance change as a function of pH. Moreover, we also functionalised graphene by polyaniline to improve sensor qualities. We demonstrated pH sensitivity of graphene sensors on both substrates and discovered particular challenges regarding ionic strength, experiments themselves and graphene destruction.
Description
Citation
TRIPSKÝ, A. Návrh, výroba a testování grafenových biosenzorů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Fyzikální inženýrství a nanotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-07-14
Defence
Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno:
Helmholtzova vrstva.
Student na otázku odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení