Nanotermoparells: heterounions de nanowires

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of California a Irvine, EEUU, entre juliol del 2007 i gener del 2008. Els termoparells són actualment els sensors de temperatura més populars i més utilitzats per a un ampli rang d’aplicacions: industrials, domèstiques, etc. Aconseguir miniaturar els dispositius fins a dimensions extremadament petites obra un ampli rang de noves aplicacions per aquests dispositius, per exemple, en el camp de la tecnologia lab-on-a-chip. En aquesta investigació, el concepte de termoparell, és a dir, dos cables de diferent metall connectats per un extrem s’ha extrapolat a l’escala nanomètrica, utilitzant nanowires com a element de construcció. Aquests nanowires s’han sintetitzat a través d’un nou procediment desenvolupat en el grup d’investigació de la Universitat de California, Irvine, que ha permès treballar amb nanowires de diferents dimensions (control independent de l’alçada i amplada) i un major grau d’èxit en la fabricació d’aquests termometres. El mètode també permet dipositar aquestes nanoestructures sobre substractes no conductors de manera controlable, simplificant notablement tot el procés de fabricació. L’obtenció d’aquests dispositius ha permès demostrar que, a part de ser bons sensors de temperatura a nivell macroscòpic (fonts de calor ambientals), també permet la determinació de temperatura a nivell microscòpic (fonts de calor focalitzada, com és el cas de feixos làser). Per a la seva caracterització ha estat necessari l’ús de tecnologia puntera (làsers, amplificadors, microscopis de forces atòmiques) i inclòs el disseny de nous dispositius. Aquests nanotermoparells presenten propietats extraordinàries, com una gran sensitivitat, gran velocitat de resposta a estímuls tèrmics, i un comportament estable vers l’ús i el temps.

Thermal increment due to ErCr: YSGG and CO2 laser irradiation of different implant surfaces. A pilot study

Objective: An evaluation and comparison is made of the thermal increment at different implant surfaces during irradiation with CO2 and ErCr:YSGG lasers. Study design: Five threaded and impacted implants with four types of surfaces were inserted in an adult pig rib: two implants with a hydroxyapatite surface (HA)(impacted and threaded, respectively), a machined titanium surface implant (TI mach), a titanium plasma spray surface implant (TPS), and a sandblasted, acid-etched surface implant (SBAE). A 0.5-mm diameter bone defect was made in the implant apical zone, and a type-K thermocouple (Termopar)® was placed in contact with the implant. The implants were irradiated in the coronal zone of each implant with a CO2 (4 W continuous mode) and an ErCr:YSGG laser (1.5 W, pulsed mode) first without and then with refrigeration. The temperature variations at the implant apical surface were recorded. Results: An apical temperature increase was recorded in all cases during CO2 and ErCr:YSGG laser irradiation without refrigeration. However, when the ErCr:YSGG was used with a water spray, a decrease in temperature was observed in all implants. The acid-etched and sandblasted surfaces were those most affected by the thermal changes. Conclusions: The ErCr:YSGG laser with a water spray applied to the sealing cap or coronal zone of the implants does not generate thermal increments in the apical surface capable of adversely affecting osseointegration and the integrity of the peri-implant bone tissue