Search

There is a continuing need for tools and devices which can simplify, quicken and reduce the cost of analyses of food safety and quality. Chemical sensors and biosensors are increasingly being developed for this purpose, reaping from the opportunities provided by nanotechnology. Due to the distinct electrical and optical properties of silver nanoparticles (AgNPs), this material plays a vital role in (bio)sensor development. This review is an analysis of chemical sensors and biosensors based on silver nanoparticles with application in food and beverage matrices. It consists of academic research published from 2015 to 2020. The paper is structured to separately explore the designs of two major (bio)sensor classes: electrochemical (including voltammetric and impedimetric sensors) and optical sensors (including colourimetric and luminescent), with special focus on the type of silver nanomaterial and its role in the sensor system. The review indicates that diverse nanosensors have been developed, capable of detecting analytes such as pesticides, mycotoxins, fertilisers, microorganisms, heavy metals, and various additives with exceptional analytical performance. Current trends in the design of such sensors are highlighted and challenges which need to be overcome in the future are discussed., Postoji stalna potreba za alatima i uređajima koji mogu pojednostavniti, ubrzati i smanjiti troškove analiza sigurnosti i kvalitete hrane. U tu se svrhu sve više razvijaju kemijski senzori i biosenzori, pritom iskorištavajući mogućnosti koje pruža nanotehnologija. Zbog iznimnih električnih i optičkih svojstava nanočestica srebra (AgNP), ovaj materijal igra ključnu ulogu u razvoju (bio)senzora. Ovaj pregledni rad predstavlja analizu kemijskih senzora i biosenzora na bazi nanočestica srebra, koji se primjenjuju za analizu uzoraka hrane i pića. Sastoji se od akademskih istraživanja objavljenih od 2015. do 2020. Rad je strukturiran tako da zasebno istražuje izvedbe dviju glavnih vrsta (bio)senzora: elektrokemijskih (uključujući voltametrijske i impedimetrijske senzore) i optičkih (uključujući kolorimetrijske i luminescentne senzore), a u fokusu je upotrebljena vrsta srebrnog nanomaterijala i njegova uloga u senzorskom sustavu. Revijalni prikaz upućuje na to da su razvijeni raznoliki nanosenzori s iznimnim analitičkim svojstvima, koji mogu otkriti analite poput pesticida, mikotoksina, gnojiva, mikroorganizama, teških metala i raznih aditiva. Istaknuti su trendovi u dizajnu takvih senzora, te se raspravlja o izazovima koje treba prevladati u njihovoj budućoj primjeni.

U ovom radu istražena je primjena ugljikovih nanocjevčica (CNT) u ulozi čvrstog kontakta u izradi ion-selektivnih elektroda bez unutarnjeg elektrolita. Ugljikove nanocjevčice dispergirane su u etanolu uz dodatak polivinil-butirala (PVB) za stabilizaciju otopine. Stabilnost disperzija okarakterizirana je UV-Vis spektrofotometrijom, a vodljivost je ispitana mjerenjem otpora tankih filmova pripremljenih rotacijskim oblaganjem. Ion-selektivne elektrode za detekciju amonija pripremljene su nakapavanjem različitih volumena najkoncentriranije otopine CNT/PVB na grafitnu disk elektrodu te otopljene ion selektivne membrane s nonaktinom kao ionoforom. Potenciometrijskim mjerenjima pronađen je optimalan omjer čvrstog kontakta i membrane koji daje rezultate usporedive s literaturnim vrijednostima. In this work the application of carbon nanotubes (CNT) as solid contact in the development of ion-selective electrodes without internal electrolyte was studied. Carbon nanotubes were dispersed in ethanol with polyvinyl-butiral (PVB) added for stabilization. Dispersion stability was characterized by UV-Vis spectrophotometry, while the conductivity of thin films prepared by spin-coating was tested by measuring resistance by the four point probe method. Ion-selective electrodes for detection of ammonium ion were prepared by drop-casting variable amounts of the most concentrated CNT/PVB solution followed by the ion-selective membrane cocktail with nonactin as ionophore. Potentiometric measurements were conducted and the optimal ratio of solid contact vs. membrane was found, with results comparable with literature values.

Ovim je radom obuhvaćena priprava, nanošenje i testiranje membrane selektivne za kalijeve ione. Također, testiran je pretvornički sloj grafit:polivinil butiral (PVB) različitih masenih udjela grafita koji se nanosi kao međusloj između membrane i elektrode (grafitne ili srebrne). Membrana selektivna za kalijeve ione pripravljena je miješanjem valinomicina (koji služi kao ionofor), polivinil klorida i dioktil sebacata (u funkciji plastifikatora). Kao vodljivi sloj služila je smjesa grafita i PVB-a različitih masenih udjela, od 50 do 65 % grafita. Ispitivanja su provođena u otopinama kalijeva klorida raspona koncentracija od 10-1 do 10–6 mol/dm3. Kao referentna elektroda korištena je Ag|AgCl|3M KCl||2M NaNO3, a platinska je elektroda korištena kao pomoćna. Kao radne elektrode ispitane su klasična ionsko-selektivna (ISE) te grafitna i srebrova elektroda oslojene pretvorničkim grafit:PVB slojem te membranom selektivnom za K+ ione. Ispitivanja grafitnog PVB sloja i K+-ISE provodila su se potenciometrijom, cikličkom voltametrijom i elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom. Najbolja je svojstva pokazala srebrova elektroda sa 65 %-tnom formulacijom grafita i PVB-a.

Živa je globalno onečišćivalo koje vrlo lako dospijeva u atmosferu, dugo se zadržava u okolišu i štetno djeluje na ljudsko zdravlje i ekosustav. U okolišu kruži kroz biogeokemijski ciklus, najprije isparavanjem u atmosferu, a nadalje u hidrosferu i biosferu. Stoga je praćenje koncentracije žive u okolišu od izuzetne važnosti jer se radi o vrlo otrovnoj tvari koja štetno djeluje na središnji živčani sustav. Unaprjeđenjem tehnologije, osmišljeni su kemijski senzori koji se mogu minijaturizirati do veličine mikrometra i dati brz odgovor na koncentraciju živinih iona u nekom uzorku. Kemijski senzor se sastoji od receptorskog i pretvorničkog dijela, a zadatak mu je „kemijski signal“ pretvoriti u analitički koristan signal. Optički senzor je podvrsta kemijskog senzora koji se zasniva na optičkoj promjeni vidljivoj golim okom. Najčešće su to senzori bazirani na fluorescenciji, luminiscenciji, raspršenju svjetla, apsorbanciji i dr. U radu su opisane metode kojima se mogu odrediti male koncentracije žive u uzorku. To su: kolorimetrijska detekcija živinih iona, Hg2+ u vodenom mediju koristeći DNA-funkcionalne zlatne nanočestice, optički senzor za vizualno otkrivanje žive koristeći mezoporozni silikagel za vezanje porfirinskih čestica, visoko selektivni i jednostavni fluorescentni senzor za detekciju živinih (II) iona temeljen na stvaranju kompleksa cisteamin kadmij/telurij kvantnim točkama (CA-CdTe QDs), sintetiziranim metodom povratne reakcije. Opisana su najnovija istraživanja u cilju detekcije iona žive u živom organizmu. Mercury is a global pollutant that is easily absorbed into the atmosphere, long-lasting in the environment and damaging to human health and the ecosystem. In the environment mercury circulates through a biogeochemical cycle, first by evaporation into the atmosphere, and further into the hydrosphere and the biosphere. The monitoring of the concentration of mercury in the environment is extremely important because it is a highly toxic substance that adversely affects the central nervous system. With the advancement of technology, chemical sensors are designed to fit to the size of the micrometer and give a quick response to the concentration of mercury ions in a sample. The chemical sensor consists of the receptor and the conversion part, and the task is to turn the "chemical signal" into an analytically useful signal. The optical sensor is a subtype of a chemical sensor based on an optical change visible to the naked eye. Most optical sensors are based on fluorescence, luminence, light disperse, absorbanation, etc. The paper describes methods for determining small concentrations of mercury in the sample. Methods are: Colorimetric detection of mercuric ion in aqueous media using DNA-functionalized gold nanoparticles, Optical sensor for the visual detection of mercury using mesoporous silica anchoring porphyrin moiety, A highly selective and simple fluorescent sensor for mercury (II) ion detection based on cysteamine-capped CdTe quantum dots synthesized by the reflux method. The most recent research has been described in order to detect the mercury ions in the living organism.

U ovom radu prikazana je sinteza i spektroskopska karakterizacija pentacikličkih derivata benzimidazola. Za pripravu ciljane molekule korištene su klasične metode organske sinteze dok je posljednji stupanj sinteze potpomognut mikrovalovima. Kondenzacijom spojeva 2 i 3 priređen je aciklički derivat 4. Termičkom ciklizacijom spoja 4 dobiven je ciklički okso derivat 5 koji se prevodi u spoj 6 koji je glavni prekursor za sintezu ciljanog amino supstituiranog cikličkog derivata benzimidazola. Ciljani derivat 7 priređen je nekatalitičkom aminacijom potpomognutom mikrovalovima iz spoja 6. Struktura priređenih spojeva potvrđena je korištenjem 1H i 13C NMR spektroskopije, a spoje 7 je dodatno okarakteriziran UV/Vid i fluorimetrijskom spektroskopijom. Kako bi se provjerila moguća primjena spoja 7 kao senzora za detekciju pH i metalnih kationa, provedene su UV/Vid i fluorimetrijske titracije otopina spojeva s otopinama metalnih soli i u puferima različitog pH. This work presents the synthesis and spectroscopic characterization of pentacyclic benzimidazole derivatives. Targeted molecule was prepared by classical reaction of organic chemistry while the last stage of synthesis was assisted by microwave. Due to the condensation of 2 and 3 acyclic derivative 4 was prepared. By termic cyclization of compound 4 cyclic oxo derivative 5 was prepared which was converted to compound 6 as the main precursor for the synthesis of target amino substituted cyclic benzimidazole derivative. Targeted derivative 7 was prepared by uncatalyzed microwave assisted amination from compound 6. The structure of synthesized compounds were confirmed by means of 1H and 13C NMR spectroscopy, and also the prepared compound 7 were additionally characterized by UV/Vis and fluorimetric spectroscopy. To explore possible application of compound 7 as sensor for detection pH and metal cations, UV/Vis and fluorimetric titrations of aqueous compounds solutions with aqueous solutions of metal salts and with buffer having different pH were performed.

Kemijski senzori su uređaji koji pretvaraju kemijsku informaciju u analitički koristan signal. U novije vrijeme kemijski senzori sve više privlače pozornost znanstvenika zbog njihove široke primjene u medicine, biologiji i biokemiji. Glavni razlog tome je njihova osjetljivost, imunost na elektromagnetne smetnje, sigurnost prilikom rada i niska cijena. Cilj ovog rada je bio ispitati spektroskopska svojstva novih fluorofora koji se baziraju na benzazolima. Benzimidazoli su heterociklički spojevi aromatskog karaktera s imidazolnim prstenom kondenziranom na benzensku jezgru. Derivati benzimidazola pokazuju zanimljiva spektroskopska svojstva, osjetljivi su na promjenu pH zbog postojanja dušika koji se može protonirati, te mogu koordinirati metalne katione zbog prisutnosti dušika. 1,2,3-triazol je sve češća funkcionalna jedinica u optičkim senzorima jer, osim kao poveznica u konjugiranim π-sustavima, može imati ulogu u koordinaciji metalnih iona. U okviru ovog rada, sintetiziran je novi derivat benzimidazola koji sadrži 1,2,3-triazolni prsten, 2-(4-(p-tolil)-1H-1,2,3-triazol-1-il)-1H-benzo[d]imidazol, cikloadicijskom reakcijom iz odgovarajućih azida i alkina u prisutnosti Cu(I) kao katalizatora. Struktura spoja potvrđena je 1H i 13C NMR spektroskopijom, a UV-vidljivom apsorpcijskom i fluorescencijskom spektrofotometrijom ispitana su svojstva spoja u različitim otapalima i univerzalnim puferima u rasponu pH 2-12. Chemical sensors are devices that convert chemical information into an analytically useful sig-nal. More recently, chemical sensors are increasingly attracted to scientists because of their wide application in medicine, biology and biochemistry. The main reason for this is their sen-sitivity, immunity to electromagnetic interference, safety at work and low price. The aim of this paper was to examine the spectroscopic properties of new benzazole based fluorophors. Benzimidazoles are heterocyclic aromatic compounds with imidazole condensed to benzene ring. Benzimidazole derivatives exhibit interesting spectroscopic properties, sensitivity to pH change due to the presence of protonated nitrogen atom, and are sensitive to metal cations due to the presence of two nitrogen atoms. 1,2,3-triazoles became common functional moiety in optical sensors, due to their ability to act as linker in conjugated π-systems and to coordinate metal ions. In this work, new benzimidazole derivative with 1,2,3-triazole ring was synthetized, 2-(4-(p-tolil)-1H-1,2,3-triazol-1-il)-1H-benzo[d]imidazole, by cycloaddition reaction from corresponding azide and alkyne using Cu(I) as catalyst. The structure was determined by means of 1H i 13C NMR, while UV-visible absorption and fluorescence spectroscopy was used to examine the changes of its spectroscopic properties in different solvents and in universal buffer solutions in pH range 2-12.

okviru ovog rada priređeni su amino i nitro supstituirani derivati benzo[b]tieno[2,3-c]kinolona. Za pripravu ciljanih molekula korištene su klasične metode organske sinteze. Počevši od sinteze cimetnih kiselina 3a-b koje se prevode u odgovarajuće kloride 4a-b te njihovom kondenzacijom s anilinima dobivaju se nitro supstituirani amidi 6-8. Redukcijom nitro skupine spojeva 6-8 dobivaju se amino supstituirani amidi 12-14. Sinteza cikličkih derivata 9-11 i 15-17 provedena je fotokemijskom ciklizacijom acikličkih spojeva 6-8 te 12-14. Struktura priređenih spojeva potvrđena je korištenjem 1H i 13C NMR spektroskopije. Spojevi su dodatno spektroskopski okarakterizirani UV/Vid i fluorimetrijskom spektroskopijom, a provedene su i UV/Vid i fluorimetrijske titracije otopina spojeva s različitim otopinama metalnih soli ili u puferima različitog pH kako bi se utvrdila njihova mogućnost primjene kao senzora za određivanje kationa u otopinama ili za detekciju pH. Nekim priređenim derivatima ispitana je i antioksidativna aktivnost. In this work, we describe the synthesis of novel amino and nitro substituted derivates of benzo[b]thieno[2,3-c]quinolones. For the preparation of target molecules classical methods of organic synthesis were used started from cimetic acids 3a-b which are converted to corresponding acyl-chlorides 4a-b which gave in the condensation with anilines targeted nitro substituted amides 6-8. Within the reduction of nitro derivatives 6-8, amino substituted amides 12-14 obtained. Cyclic derivatives 9-11 and 15-17 were prepared by using photochemical cyclization of acyclic molecules 6-8 and 12-14. The structure of synthesized molecules were confirmed by means of 1H i 13C NMR spectroscopy. Also, the synthesized molecules were additionally studied by UV/Vis and fluorimetric spectroscopy. Also, UV/Vis and fluorimetric titrations of aqueous compounds solutions with aqueous solutions of metal salts or with buffers with different pH were performed to explore their possible application as chemosensors or pH sensors. Some of prepared derivatives were tested for their antioxidative activity.

Bežični optički kemijski senzori omogućavaju olakšanu analizu bioloških uzoraka. Neinvazivnost postupka i kontinuirano praćenje u realnom vremenu samo su neke od prednosti nosivih kemijskih senzora u odnosu na klasične laboratorijske instrumente. Idealna primjena takvih senzora je bezbolno praćenje stanja rana. U tu svrhu razvijeno je pH osjetljivo bojilo 4-[4-(2-hidroksietansulfonil)-fenilazo]-2,6-dimetoksifenol, GJM-534, čija konstanta disocijacije odgovara području pH vrijednosti akutnih i kroničnih rana. U radu je provedena spektrofotometrijska karakterizacija imobiliziranog pH osjetljivog bojila na klasični zavoj i poliestersku foliju. Razvijen je pametni zavoj integriranjem imobiliziranog bojila i bežične platforme temeljene na radiofrekvencijskoj identifikaciji (RFID). Ovakva vrsta kemijskih senzora olakšava život oboljelima od kroničnih oblika bolesti koje zahtijevaju kontinuirano praćenje. Wireless optical chemical sensors allow easier analysis of biological samples. Noninvasiveness of the procedure and continuous monitoring in real-time are only some of the advantages of wearable chemical sensors compared to conventional laboratory instruments. An ideal application of such sensors is painless monitoring of wounds. For that purpose it has been developed a pH sensitive dye 4-[4-(2-hydroxyethanesulfonyl)-phenylazo]-2,6-dimethoxyphenol, GJM-534, which has an acid dissociation constant in the range of pH values of acute and chronic wounds. In this work, the spectrophotometric characterization of the immobilized pH sensitive dye on the classic bandage and polyester foil was performed. A smart bandage has been developed by integrating the immobilized dye with a radio-frequency identification (RFID) based wireless platform. This type of sensor improve lives of people suffering from chronic forms of diseases which require continuous monitoring.

Metaloorganske mreže su posebna klasa spojeva u kemiji materijala koja predstavlja najbolju simbiozu kemije organskih i anorganskih spojeva u jednom. Građeni su od više metalnih centara ili metalnih klastera povezanih međusobno organskim ligandima koji se u terminologiji metaloorganskih mreža nazivaju linkerima tvoreći pritom mrežu koja ovisno o veličini svojih pora može selektivno propuštati samo one molekule koje su svojim proporcijama manje od spomenutih pora. Zbog već navedenih specifičnosti u strukturi, metaloorganske mreže su pronašle primjenu u raznim područjima znanosti i tehnologije od kojih se zasigurno najviše izdvaja primjena kao kemijskih senzora. Metaloorganske mreže mogu se nadograđivati čime se postiže pojačavanje signala. Takvi spregnuti kemijski senzori svojom specifičnom građom omogućavaju selektivnost i smanjenje koncentracije analita potrebne za detekciju. S obzirom da su metaloorganske mreže dio kemije materijala čiji razvoj je novijeg datuma, do sada su uspješno razvijeni mnogi kemijski senzori bazirani na sustavima u kojima glavnu ulogu prepoznavanja signala imaju metaloorganske mreže. Najbolje istraženi kemijski senzori su MOF-ovi čije se djelovanje bazira na interferometriji, površinski lokaliziranoj plazmatskoj rezonanciji, luminescenciji i koloidnim kristalima. Očekuje se kako će daljnjim razvojem znanosti zasada samo velik potencijal metaloorganskih mreža u budućnosti imati veću primjenu koja se neće bazirati samo na specifičnoj selektivnosti i poboljšanjima starijih tehnika detekcije, već i u primjeni koja će biti korisnija za cijelokupno područje prirodnih i tehničkih znanosti.

Nosivi bežični kemijski senzori omogućavaju neinvazivnu i kontinuiranu analizu uzoraka, što nije moguće postići klasičnim analitičkim metodama i instrumentima. U ovom radu predstavljena su mjerenja provedena kako bi se ustanovio princip djelovanja te mogućnost primjene novog nosivog optičkog senzora u fiziologiji sporta. Kolorimetrijska karakterizacija pH osjetljivog bojila (2-fluoro-4-[4-(2-hidroksietansulfonil)-fenilazo]-6-metoksifenol (GJM-492) imobiliziranog na tekstilu od poliestera, provedena je kako bi se odredila njegova primjenjivost za određivanje pH znoja. Senzor je zasnovan na RFID tehnologiji bežične komunikacije, te bi se ovakva vrsta senzora mogla primjenjivati kao nosivi bežični optički pH kemijski senzor u svrhu poboljšanja učinka sportaša. Wearable wireless chemical sensors allow non-invasive and continuous analysis of samples, which can otherwise not be achieved by conventional analytical methods and instruments. In this work measurments conducted in order to establish the principle of operation and possibility of application of a novel type of wearable optical chemical sensor in sport physiology are presented. Colourimetric characterisation of pH sensitive dye 2-fluoro-4-[4-(2-hydroxyethanesulfonyl)-phenylazo]-6-methoxyphenol (GJM-492) immobilized on a polyester fabric was conducted in order to determine its applicability for sweat pH monitoring. The wireless sensor is based on RFID technology of wireless communication, and this type of sensor could therefore be used as wearable wireless optical pH sensor in order to improve athletes' performance.

Nosivi bežični optički kemijski senzori omogućavaju analizu uzoraka koji se ne mogu analizirati klasičnim analitičkim metodama i instrumentima. U ovom radu, kroz niz primjera, objašnjen je princip djelovanja te je navedeno područje primjene takve vrste kemijskih senzora. Spektrofotometrijski je provedena karakterizacija 4-[4-(2-hidroksietansulfonil)-fenilazo]-2,6-dimetoksifenola, skraćeno GJM-534, imobiliziranog na poliesterskoj foliji kako bi se odredila njegova primjenjivost kao pH osjetljivog bojila. Objašnjena je mogućnost daljnje primjene dobivene membrane kao osjetilnog dijela nosivog bežičnog optičkog kemijskog senzora koji bi se zasnivao na RFID tehnologiji bežične komunikacije za praćenje pH vrijednosti bioloških uzoraka poput znoja ili rane. Ovakva vrsta senzora mogla bi olakšati život ljudi oboljelih od kroničnih rana, te poboljšati učinak sportaša. Wearable wireless optical chemical sensors allow analysis of samples which can not be analyzed by conventional analytical methods and instruments. In this work, the operating principle and area of application of this type of chemical sensor are explained through numerous examples. Spectrophotometric characterization of 4-[4-(2-hydroxyethanesulfonyl)-phenylazo]-2,6-dimethoxyphenol, abbreviated GJM-534, immobilized on a polyester film, was performed in order to determine its applicability as a pH-sensitive dye. The possibility of further use of the obtained membrane as the sensing part of a wearable wireless optical chemical sensor based on RFID technology for monitoring the pH value of biological samples such as sweat or wounds is also explained. This type of sensor could improve the lives of people suffering from chronic wounds and to enhance the performance of athletes.

Ovaj rad izrađen je kao dio znanstvenog projekta kojemu je krajnji cilj razvijanje bežičnog senzora za nedestruktivno in-situ praćenje korozije armiranobetonskih konstrukcija. Rad povezuje nekoliko naoko veoma različitih područja: korozijska ispitivanja, armirani beton i primjenu bežičnih senzora. Cilj rada je bio ispitati ponašanje grubodisperznih sustava, te istražiti mogućnosti mjerenja električne provodnosti/otpora i temperature primjenom metoda koje koriste izmjeničnu (AC) struju i metoda koje koriste pulsnu istosmjernu struju (pulsed DC). Senzor je izveden kao četveropolna elektroda, koja se sastoji od četiri vijka od nehrđajućeg čelika pričvršćena na karticu koja radi na principu radio-frekvencijske identifikacije (RFID). Dizajnirani su i razvijeni različiti prototipi 4-polnih elektroda i pripadajuće RFID kartice. Očitavanja podataka provedena su bežično, pomoću RFID antene, koja pobuđuje senzor da mjeri provodnost/otpor i temperaturu, te prikuplja podatke. Čitav je spektar parametara koji daju vrijedne informacije o korozijskom procesu, a moguće ih je pratiti pojedinačno ili u kombinaciji, što daje točniju i potpuniju sliku stanja konstrukcije. Iz mnoštva mjerenja koja su na raspolaganju, za ovaj rad je izabrano mjerenje električne provodnosti/otpora i temperature. Izbor je bio takav zbog dostupnosti aparature za spomenuta mjerenja, te zbog jednostavnosti eksperimenata. Procijenjeno je da mjerenja provodnosti/otpora i temperature daju pouzdanu informaciju o tome razvija li se korozijski proces ili ne, kao i je li okruženje u koje želimo smjestiti konstrukciju agresivno ili nekorozivno. Pijesak između ostalog sadrži i neke topljive soli koje bi mogle utjecati na mjerenja provodnosti suspenzija. Stoga je prije svega provedena karakterizacija modelnog sustava, da se eliminira njihov utjecaj. Pijesak je ispiran destiliranom vodom i mjereni su pH i provodnost filtrata na konduktometru pomoću konduktometrijske ćelije. Mjerenja provodnosti provedena su metodama koje koriste izmjeničnu struju, a mjerenja otpora metodama koje koriste pulsnu istosmjernu struju. Za mjerenja s izmjeničnom strujom upotrijebljen je konduktometar, dok su osciloskopom provedena mjerenja s pulsnom istosmjernom strujom. Provodnost i otpor mjereni su u otopinama natrijevog klorida širokog raspona koncentracija, od 1 M do 5.3 M. Ista su mjerenja provedena i u suspenzijama pijeska u otopinama NaCl. Iz mjerenja konduktometrom, uporabom standardne elektrode za mjerenje provodnosti, izračunate su geometrijske konstante prototipnih četveropolnih elektroda (engl. cell constant, CC). Poznavanjem geometrijske konstante elektrode moguće je otpore otopina NaCl, dobivene mjerenjem s RFID karticom preračunati u provodnosti za svaku pojedinu elektrodu, te usporediti mjerenja s konduktometrom i mjerenja s RFID karticom. Provedena su također i mjerenja provodnosti i otpora sa zlatnim elektrodama u otopinama NaCl u rasponu koncentracija 0.01 do 3 mM. Ova su mjerenja poslužila kao metoda za uspostavljanje veze između mjerenja konduktometrom i mjerenja RFID tehnologijom.

Ovaj diplomski rad izrađen je u okviru znanstveno-istraživačkog projekta čiji je krajnji cilj razvoj novih primjena organskih poluvodiča (vodljivih polimera) u kemijskim i biokemijskim senzorima. Cilj diplomskog rada bio je razvoj i optimiranje postupka priprave tankih filmova vodljivog polimera polianilina na različitim podlogama, uporabom tehnike nanošenja rotiranjem (engl. spin- coating). Rad obuhvaća nekoliko cjelina koje uključuju: kemijsku sintezu polianilina u obliku polianilin–emeraldin baze (PANI-EB), odabir pogodnog organskog otapala za otapanje sintetiziranog PANI-EB, prevođenje električki nevodljivog polimera PANI-EB vodljivi oblik PANI-ES postupkom dopiranja, optimiranje postupka nanošenja tankih filmova, te njihova karakterizacija. Eksperimenti su provedeni na uzorcima sintetiziranim u dva labarotorija istim postupkom, kako bi se procijenio utjecaj parametara sinteze na topljivost uzoraka i funkcionalna svojstva dobivenih filmova. Tanki filmovi pripremljeni su nanošenjem otopine PANI-EB, na različite čvrste podloge, (supstrate): staklo, poliesterska folija ITO elektrode i planarne zlatne elektrode za mjerenje vodljivosti . Karakterizacija tankih filmova izvedena je mjerenjem optičkih (UV-Vis) i elektrokromatskih svojstava, te mjerenjem električnog otpora. Laboratorijskim UV/Vis spektrofotometrom u vidljivom dijelu spektra (područje od 400 nm do 800 nm) ispitana su optička svojstva i karakteristike tankih filmova, a elektrokromatska svojstva u području od 350 nm do 700 nm pri promjeni potencijala od -200 mV do 1000 mV. Filmovi su karakterizirani i mjerenjem električnog otpora u krugu istosmjerne struje (DC). U tu svrhu tanki filmovi su naneseni na zlatne planarne elektrode različitih izvedbi. Prevođenje nevodljivog baznog oblika polianilina PANI-EB u vodljivi oblik emeraldinske soli, PANI-ES, vršilo se na dva načina: dopiranjem u otopini, i dopiranjem prethodno pripravljenih filmova uranjanjem u otopinu dopanta. Za proces dopiranja upotrebljavala se 4-dodecilbenzensulfonska kiselina (DBSA) i klorovodična kiselina. U radu je kvalitativno prikazana mogućnost upotrebe tankih filmova polianilina kao konduktometrijskih senzora za kisele ili bazne plinove (na primjeru HCl i NH3) i etanol u parnom stanju.

Propadanje armirano-betonskih konstrukcija uslijed korozije armaturnog čelika je povezano s iznimno velikim troškovima za sanacijske radove, kao i s pitanjima sigurnosti. Stoga je pravovremeno otkrivanje oštećenja od velike važnosti. Pokazuje se veoma zanimljivim senzore s optičkim vlaknima primjeniti za monitoring stanja armiranobetonskih konstrukcija. Metode s optičkim vlaknima za monitoring deformacija u betonskim konstrukcijama su dobro razvijene i zasnivaju se na različitim interferometrijskim principima. Kemijski senzori s optičkim vlaknima u građevinarstvu još ne nalaze široku primjenu, no u tijeku su istraživanja i razvoj. U radu je dan pregled postojećih metoda s optičkim vlaknima i principi na kojima bi se mogle zasnivati nove metode s težištem na određivanju korozije armature. Senzorima s optičkim vlaknima je moguće određivati uzročnike korozije poput udjela klor iona u betonu, pH vrijednosti betona i vlažnosti. Moguće je mjeriti i posljedice korozije – pukotine, deformacije i naprezanja. Metode za monitoring armiranobetonskih konstrukcija senzorima s optičkim vlaknima imaju prednosti u usporedbi s konvencionalnim tehnikama što opravdava njihov daljnji razvoj i primjenu.