Laserinducerade grafitmaterial: Mot en hållbar plattform för elektroanalys
Vi använder lasergravering för att omvandla olika icke-ledande material, som syntetiska polymerer (t.ex. polyimid) och hållbara biomaterial (t.ex. lignin och cellulosa), till mikro- och nanostrukturerade grafitmaterial (se Figur 1). Denna teknik gör det möjligt att skapa olika elektriska komponenter som resistorer, kondensatorer och antenner, samt elektroder för kemiska och biosensoriska tillämpningar. Genom att använda denna metod slipper vi applicera ledande beläggningar externt, vilket gör att vi kan integrera elektronisk funktionalitet direkt i olika material. Detta öppnar upp för nya möjligheter inom flexibel, bärbar och engångselektronik.
Figur 1. Lasergravering av icke-ledande polymerer till ledande grafitmaterial.
Papperstronik, som kombinerar papperets vätskehanterande egenskaper med elektroniska funktioner skapade genom lasergravering, är en banbrytande metod för hållbar elektroanalys. Vår forskning inom detta område söker förståelse om:
- Hur vi kan justera cellulosans elektriska egenskaper för att omvandla den till ledare, halvledare och dielektrika.
- Hur vi kan skapa mikrofluidiska mönster med anpassad vätningsförmåga för exakt vätskemanipulation.
- Hur vi kan integrera flera elektroniska komponenter i en "allt-i-ett"-plattform som inkluderar signalöverföring och trådlös kommunikation.
Genom att utveckla fullt integrerad papperstronik tänjer vi på gränserna för hållbar, pappersbaserad elektronik och öppnar upp för nya användningsområden inom biosensorik, diagnostik och miljöövervakning.
Figur 2. "Allt-i-ett" papperstronik som integrerar elektroniska komponenter, mikrofluidik och trådlös kommunikation.
Smart Bandage: Framtidens sårvård
Ett annat viktigt forskningsområde är 'Smart Bandage', som visas i Figur 3. Dessa avancerade bandage har flera sensorer som ger en realtidsbedömning av sårförhållanden och kan leverera läkemedel som riktade terapeutiska svar. Genom att kontinuerligt övervaka sårläkning kan smarta bandage minska behovet av smärtsamma förbandsbyten, särskilt vid kroniska sår. Både sensor- och läkemedelsfrisättningsmekanismerna bygger på de unika egenskaperna hos speciellt utvalda ledande polymerer. Utöver detta strävar vi efter att utveckla elektroaktiva förband baserade på avancerade funktionella ledande polymerer för sårteranostik, som använder elektrisk stimulering och sluten slinga för läkemedelsleverans.
Figur 3. Smart bandage och elektroaktivt förband för sårteranostik.
Övervakning av dricksvattensäkerhet
Vi utvecklar också sensorteknik för att övervaka dricksvatten. Tidigare har vår forskning fokuserat på att upptäcka kemiska markörer som visar på förekomsten av skadliga mikroorganismer. Just nu undersöker vi möjligheten att använda ett nätverk av sensorer för att övervaka dricksvattensystemet i en hel stad. Nyligen har vi även börjat utveckla direkta detektionsmetoder som kombinerar selektiv förkoncentration med optiska tekniker för att identifiera patogener som E. coli.
Genom dessa projekt strävar vi efter att tänja på gränserna för kemisk och biosensorisk teknik och bidra till hållbara och effektiva lösningar för både industri och samhälle.
