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Chemosensoren für Phosphorsäureester gegen Bedrohungspotentiale durch chemische Kampfstoffe
Anna Maria Findeisen
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Betreuer*in
Franz Dickert
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30173.75239.719653-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Entwicklung leistungsfähiger chemischer Sensoren für die massensensitive Detektion von Analoga für chemische Kampfstoffe und deren Charakterisierung. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen Modellverbindungen auf der Basis von Phosphorsäureestern, die Nervengase simulieren und mit massensensitiven Sensoren nachgewiesen werden sollen. Die verwendeten Analyte waren sowohl Phosphonate als auch andere Lösungsmittel. Die Bindung dieser Analyte an geeignete synthetische Rezeptoren wird insbesondere über Wasserstoffbrückenbindungen zwischen der P=O Gruppe und den OH-Funktionalitäten unterschiedlicher Acidität erreicht. Ein weiteres Kriterium der sensitiven Schicht lag in der Hohlraumgröße der Kavität, in der die Einlagerung des Analyten erfolgt. Dieses erreicht man mittels Molekularen Prägens, indem das Templat Molekül in das gesamte Polymer geprägt wird (bulk imprinting). Damit können mit einem geringeren Zeitaufwand die Hohlräume aus leicht zugänglichen Monomeren gebildet werden. Die Schichten werden direkt auf dem Transducer erzeugt, in diesem Fall eine 10 MHz – Quarzmikrowaage, die ein universelles Mess - verfahren darstellt mit dem man labelfrei detektieren kann. Der Vorteil dieses Verfahrens beruht auf den vielfältigen Variationsmöglichkeiten, weil dadurch unterschiedlich acide Monomere herangezogen werden können. Ebenso können auch die Hohlraumgrößen durch die sterischen Eigenschaften der Ausgangsmaterialien und des Templats bestimmt werden. Messungen mit den beschichteten Schwingquarzen zeigten, dass mit dem geprägten Polymerschichten massensensitive Effekte erzeugt werden konnten. Hauptsächlich wurde für diesen Zweck, d.h. das Prägen mit mit Phosphorsäureestern oder anderen Lösungsmitteln, Polyurethan eingesetzt. Die 30 - 150nm dicken Beschichtungen wurden mittels Spin – Coating Verfahren auf die Goldelektroden des Quarzsubstrat aufgetragen. Um die Querempfindlichkeit und Selektivität der Phosphorsäureestersensoren mit geprägten Polyurethanschichten zu charakterisieren, wurden diese nicht nur in Bezug auf ihr eigenes Templat, sondern auch auf andere Phosphonate und diverse Lösungsmittel getestet. Es wurde die Konzentrationsabhängigkeit der Sensorantworten, sowie der Einfluss der Schichtdicke auf die Frequenzantworten bei unterschiedlichen Konzentrationen untersucht. Die massensensitiven Sensoren aller Phosphorsäureester zeigen eine ausgezeichnete Selektivität zum Templat und eine geringe Querselektivität zu anderen Analyten. Dabei konnte eine Nachweisgrenze von 0,05 ppm mit dem Schwingquarz , geringe Querempfindlichkeiten zu analogen Phosphonaten sowie eine um einen Faktor 50 höhere Signalintensität gegenüber potentiellen Störfaktoren aus der Umgebung erreicht werden. Weiters wurde in dieser Arbeit auch der Einfluss von relativer Luftfeuchtigkeit auf die Messeffekte untersucht. Anschließend konnte gezeigt werden, dass die generierten Phosphorsäureestersensoren eine sehr gute Langzeitstabilität (über mindestens 15 Monate) besitzen und eine hohe Reproduzierbarkeit bezüglich der Frequenzantworten aufweisen.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Sensoren DMMP Phosphorsäureester DIMP Polymer
Autor*innen
Anna Maria Findeisen
Haupttitel (Deutsch)
Chemosensoren für Phosphorsäureester gegen Bedrohungspotentiale durch chemische Kampfstoffe
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
134 S. : graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*innen
Gerhard Fischerauer ,
Regina Krachler
Klassifikation
35 Chemie > 35.23 Analytische Chemie: Allgemeines
AC Nummer
AC07452681
Utheses ID
7414
Studienkennzahl
UA | 091 | 419 | |