Flanders' FOOD

1.         Rationale

Sensortechnologie is een multidisciplinair onderzoeksgebied waarbij de interactie tussen (bio)materiaalkunde en elektronica van cruciaal belang is voor de sensorperformantie. Een sensor bestaat uit een ‘gevoelig’ (bio)materiaal dat in nauw contact staat met een vertaalsysteem. Dit vertaalsysteem kan zowel elektrochemisch, piëzo-elektrisch, thermisch als optisch van aard zijn en vertaalt een fysische (vb. temperatuurs- of massaverandering), chemische (vb. sorptie) of biologische (vb. binding op antilichamen) verandering in de omgeving van de sensor in een elektronisch signaal. Sensoren zijn essentieel in heel wat industriële (bv. procescontrole) en medische (bv. diagnostiek) toepassingen. In dit kennisplatform wordt exclusief geopteerd om optische sensoren te gebruiken. Het aandeel van optische sensoren in industrie en geneeskunde is de laatste jaren sterk toegenomen, wat vooral te danken is aan de dalende ontwikkelings- en productiekosten, en de hoge gevoeligheid van dit type sensoren. Bovendien bezitten optische sensoren een aantal implementatie-gerelateerde voordelen:

1. De afwezigheid van electromagnetische interferentie maakt optische signalen ongevoelig voor drift en maakt veelvuldige hercalibratie dus overbodig.
2. Verhoogde veiligheid in explosiegevoelige omgevingen wordt gerealiseerd omwille van afwezigheid van elektrische velden (en bijgevolg mogelijke vonken).
3. Optische vezels zijn compacter (zeer kleine stalen zijn vereist) en lichter.
4. ‘Remote sensing’ is eenvoudiger te realiseren.
5. In de meetomgeving worden geen electromagnetische velden geïntroduceerd.

2.         Doelstellingen

Dit project wil een platform creëren voor specifieke toepassingen van optische vezelsensoren waarbij de vezelwand met een functionele coating wordt bedekt. Er wordt gefocusseerd op:

ð de ontwikkeling van nieuwe functionele coatings voor sensoren voor industrieel en medisch gebruik.

ð  de ontwikkeling van een technologie die toelaat om de respons van de functionele coating via de wand van de optische vezel te detecteren

Toepassingen richten zich op biosensoren en sensoren voor de chemische industrie.

3.         Werkprogramma

Drie specifieke onderzoekslijnen zullen worden opgestart waarbij generische methoden ontwikkeld zullen worden die nieuwe doorbraken in optische sensortechnologie moeten mogelijk maken:

WP1    Signaaldetectie via de wand van een optische vezel

Doel: Prototype van een meetsensor, meettechnieken en verwerking van signalen op punt stellen.

ð Productie van een meetsensor

ð Sturen en opmeten optisch signaal

ð Signaalverwerking

WP2    Ontwikkeling van transducers voor chemosensoren

Doel: Aanmaak nieuwe transducermaterialen met hoge selectiviteit, gevoeligheid en stabiliteit.

ð Coatings bereid via fase-inversie

ð Coatings bestaande uit nanocomposieten

ð Aanbrengen van de coating op de glasvezel

WP3    Ontwikkeling van transducers voor biosensoren

Doel: ontwikkeling van aptameer bioherkenningsmoleculen voor biosensorontwerp via functionalisering van de optische-vezelwand.

ð Selectie van aptameren

ð Immobilisatie van de bioherkenningsmoleculen op de vezel

ð Evaluatie van de sensorperformantiekarakteristieken

4.         Specifieke meerwaarde

Om deze twee doelstellingen te realiseren, zal in een onderzoeksplatform gerealiseerd worden dat gedragen wordt door de expertise van de deelnemende onderzoeksgroepen. De expertise op gebied van (bio)materiaalkunde, optische vezeltechnologie, oppervlaktechemie en katalyse en biosensortechnologie wordt geïntegreerd om bestaande optische sensoren te verbeteren en nieuwe te ontwikkelen. Alle onderzoeksgroepen in dit platform maken deel uit van het onlangs opgerichte Leuven-MRC.

5.         Consortium

6.         Contact