Detailansicht
The influence of the electrode design and electrode manufacturing on the response of quartz crystal microbalances
Paul Johann Karrer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Peter Lieberzeit
DOI
10.25365/thesis.79427
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16956.79761.437354-8
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Sensoren bieten die Möglichkeit sehr schnell und billig, hoch sensitive und selektive Messdaten zu generieren. Ein solcher Sensor kombiniert einen Quartz Mikrowaagen (QCM) Transducer mit einer molekular gepägten Polymer (MIP) Rezeptorschicht. Mithilfe dieser Kombination wurden zwei verschiedene QCM Elektrodendesigns und ihre Einflüsse auf die Messungen untersucht. Bei einem Design wurde die QCM Seite mit Lösungskontakt vollkommen beschichtet, während das andere Design nur minimal beschichtet wurde so dass die Elektroden abgedeckt und Stromfluss etabliert war. Für die Elektrodenproduktion wurde physikalische Dampfabscheidung (PVD) eingesetzt und eine Möglichkeit des selektiven Abschimens der QCMs entwickelt und optimisiert. Verschiedene Methoden der Elektrodenherstellung wurden untersucht und verglichen, was PVD als geeignetste Methode ergab. Nachdem die Herstellung vollendet war wurden die Einflüsse auf QCM Messung erforscht. Das QCM Elektrodendesign hatte keinen nachweisbaren Einfluss auf die Sensorantwort bei unterschiedlichen Kenzentrationen von Goldnanopartikeln. Es wurde ein deutlicher Einfluss beim Rauschen erfasst. Voll beschichtete QCMs zeigten durchschnittlich nur 75% so starkes Rauschen als die teilweise beschichteten QCMs. Weiters wurde observiert dass völlig beschichtete QCMs weniger stark von der Zusammensetzung der Lösung beeinflusst werden. Zur Charakterisierung, Analyse und zum Nachweis der Kavitätbildung als auch Wiederbindung von Goldnanopartikeln, wurden Rasterkraftmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie eingesetzt.
Abstract
(Englisch)
Sensors are a way to rapidly and cheaply generate highly sensitive and selective data from a sample. One of these sensors is the combination of a quartz crystal microbalance (QCM) transducer paired with a molecularly imprinted polymer (MIP) receptive layer. With this combination two different electrode designs of QCMs and their influences on the measurements were investigated. One design covered the whole QCM surface on the liquid side, while the other only covered the bare minimum of the electrodes. For usable results, physical vapor deposition (PVD) was used to deposit the electrodes on the QCM surface and a new way of selectively shielding the QCMs was developed and optimized to make manufacturing possible. Different ways of electrode manufacturing on the QCMs were investigated and compared, leaving PVD as the method of choice. Furthermore, once the QCM production was finished, the influences of the design were investigated. The QCM electrode design was not shown to have any magnificent influence on the response when using different concentrations of gold nanoparticles, but a significant decrease of noise was observed. Fully coated QCMs on average showed only ~75% of the noise than partially coated QCMs. Another point of interest was that the change in background composition influenced the measurements more on the partially covered QCMs, while the fully coated QCMs were comparatively barely influenced. To characterise, analyse and prove the cavity formation as well as rebinding of nanoparticles, atomic force microscopy and scanning electron microscopy were used.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
sensorik Quartzkristll-mikrowaage RAFT Oberflächen charaktisierung AFM SEM QCM PVD physikalische Dampfabscheidung Optimisierung Nanopartikel
Schlagwörter
(Englisch)
Sensors quartz crystal microbalance RAFT polymerisation surface characterisation AFM SEM QCM QCM design screen printing physical vapor deposition PVD Optimisation Nanoparticles
Autor*innen
Paul Johann Karrer
Haupttitel (Englisch)
The influence of the electrode design and electrode manufacturing on the response of quartz crystal microbalances
Paralleltitel (Deutsch)
Der Einfluss des Elektrodendesigns und Elektrodenherstellung auf Quartzkristall-Mikrowaagen
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
78 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Peter Lieberzeit
Klassifikationen
35 Chemie > 35.07 Chemisches Labor. chemische Methoden ,
35 Chemie > 35.22 Physikalische Chemie. Sonstiges
AC Nummer
AC17670282
Utheses ID
77715
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |