Leveraging laser technology as synthesis method for gas-sensing materials

Des del seu descobriment el 2004, el grafè ha destacat per les seves propietats úniques, permetent el seu ús en dispositius òptics, sensors i tecnologies de gestió energètica. Tanmateix, els mètodes tradicionals per sintetitzar grafè, com l'exfoliació mecànica o la deposició química de vapor (CVD), són complexos, costosos i poc sostenibles. Com a resposta, la tecnologia de grafè induït per làser (LIG) ha sorgit com una alternativa eficient, que permet produir grafè directament a l’aire i a temperatura ambient, sense necessitar atmosferes controlades ni passos addicionals. Un dels principals reptes del LIG és optimitzar els paràmetres del làser per garantir qualitat i funcionalitat, evitant problemes com l'ablació del material o l’oxidació. Per abordar-ho, es va desenvolupar una eina de bessó digital que combina simulació i aprenentatge automàtic per predir característiques clau del LIG, com la seva morfologia i resistència elèctrica. Aquest enfocament ha permès optimitzar LIG per a aplicacions en sensors de gas. En particular, s’ha demostrat que un LIG amb morfologia de fibres lanoses i baixa resistència elèctrica és altament eficient en la detecció de NO₂. A més, es van fabricar sensors basats en nanocompostos de LIG i polímers conductors (PPy i PANI) per a la detecció d’NH₃, mostrant alta sensibilitat i estabilitat. Finalment, es va presentar una tècnica innovadora per produir grafè vítri d'alta qualitat en substrats de silici, útil per fabricar sensors capaços de detectar NO₂ a nivells de ppb en condicions d'humitat.