Description du projet
Plus c’est petit, mieux c’est pour la détection des particules
Les capteurs potentiométriques utilisant des matériaux membranaires dans leurs électrodes sélectives aux ions font maintenant partie intégrante des procédures d’essai en laboratoire clinique et sont de plus en plus utilisés dans l’analyse environnementale. Leurs systèmes de détection reposent sur la sensibilité et la sélectivité pour la détection des ions dans ces applications, car les particules sont de petites tailles et les concentrations pertinentes peuvent être relativement faibles. Le projet ConquerIons travaille actuellement sur des capteurs d’ions pionniers utilisant des nanomembranes permettant d’améliorer considérablement les performances. En effet, les nanomatériaux présentent des propriétés physiques et chimiques uniques qui découlent de leurs minuscules échelles et les rendent particulièrement adaptés à la détection. Parmi ces propriétés, citons un rapport surface/volume très élevé (beaucoup de surface de détection dans un espace réduit), une bonne conductivité et une grande résistance mécanique. ConquerIons entend donc tirer un parti maximum des nanomembranes afin de développer la prochaine génération de nanocapteurs haute performance pour diverses applications.
Objectif
ConquerIons is seeking a definitive solution for the detection of ions in real scenarios by innovatively addressing the limitations of traditional ion-sensing concepts in terms of effectiveness, sensitiveness, robustness and downscaled platforms. The project proposes a new generation of voltammetric, amperometric and optical ion sensors based on calibration-free selective membranes inspired by conventional membranes used in the well-established potentiometry field but with a thickness at the nanoscale. The uniqueness of the dynamic electrochemical tuning of ion-transfer processes across these nano-membranes opens up a revolutionary approach that allows for the monitoring of ion concentration in a sample with unprecedented analytical performance. Thus, the project combines efforts from the synthetic chemistry, material science, nanoscience, electrochemistry and analytical chemistry disciplines resulting in a universal concept for the reliable detection of ions. ConquerIons is based on a research approach carefully designed mainly considering the following challenges: (i) the use of novel materials to afford a robust and universal detection; (ii) the implementation of thin-layer concepts of electrochemical and/or optical-sensing platforms to achieve reduced limits of detection and calibration-free methodology; (iii) the translation of the developed concepts to the single-entity scale (i.e. single nanoparticles) towards the study of ion-transfer processes employing, for the first time, ‘nanocoulometry’ readout; and (iv) exploitation of sensors from the laboratory context based on relevant cases as the next step towards the final use as daily smart informers operating in real scenarios. This latter purpose will lead to a series of extraordinary analytical applications from a long-term perspective related to very distinct fields, such as cell-scale therapies and speciation of trace ion levels in environmental analysis.
Champ scientifique
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
30107 Murcia
Espagne