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Title: Sensor de líquidos basado en cristales fonónicos de cavidad resonante con potenciales aplicaciones biomédicas
Authors: Villa Arango, Simón
Adviser: Torres Villa, Róbinson Alberto
Keywords : Cristales fonónicos
Biomédica
Medicina
Elemento descartable
Sensor
Phononic crystals
Biomedics
Medicine
Disposable element
Issue Date: 2013
Publisher: Universidad EIA
Abstract: El desarrollo de nuevas tecnologías ha llevado los límites de la ingeniería a nuevos niveles aunque a costos muy elevados. Las tecnologías más prometedoras en el área de la medicina que buscan reducir esos costos son electroquímicas, ópticas y acústicas. Dentro del desarrollo de nuevas tecnologías basadas en las propiedades acústicas de los materiales sobresalen los cristales fonónicos y las estructuras resonantes. En este trabajo se presenta un nuevo sensor basado en cristales fonónicos de cavidad resonante con potenciales aplicaciones biomédicas desde su diseño hasta su evaluación. En este trabajo no solo se propone el diseño del nuevo sensor sino que se presenta una plataforma completa empezando desde la creación de un software para realizar las simulaciones de las nuevas estructuras, el diseño de una metodología de diseño de sensores basados en cristales fonónicos y estructuras resonantes, la construcción de la estructura con propiedades acústicas necesarias para completar el sensor, el uso de un elemento descartable para facilitar la realización de pruebas con sustancias biológicas o de riesgo medio o alto y finalmente un sistema de generación y adquisición de señales de alta frecuencia basado en una modulación de doble banda con portadora suprimida y una demodulación especial. El sensor desarrollado permite detectar los cambios que ocurren al variar las propiedades físicas de un líquido contenido en un elemento descartable. Se hicieron pruebas preliminares y los resultados obtenidos están de acuerdo con las simulaciones realizadas en el software de simulación diseñado. Los resultados obtenidos son muy prometedores y abren la puerta a muchas posibilidades como el uso de sensores basados en cristales fonónicos en la medicina para realizar pruebas de laboratorio y pruebas cerca al paciente, diversas aplicaciones en la industria alimenticia para la detección de bacterias y patógenos en sus productos así como el monitoreo de medios de cultivo, mediciones ambientales y análisis de calidad de agua, en la industria automotriz para el análisis de la calidad del combustible y en diversas aplicaciones industriales como la caracterización de materia prima entre otros.
Abstract (English): The development of new technologies has led the limits of engineering to new levels even at very high costs. The most promising technologies in the field of medicine that seek to reduce those costs are electrochemical, optical and acoustic technologies. Within the development of new technologies based on the acoustic properties of materials phononic crystals and resonant structures are highlighted. In this paper, a new sensor based on resonant cavity phononic crystals with potential biomedical applications is presented. In this paper, not only the design of a new sensor is proposed but a complete platform starting from the creation of a software to perform simulations of new structures, the design of a design methodology of phononic crystal sensors and resonant structures, the construction of a structure with the required acoustic properties for the sensor, the use of a disposable element to facilitate testing on biological substances with medium or high risk and finally a system for the generation and acquisition of high-frequency signals based on a dual-band modulation with suppressed carrier and a special demodulation. The sensor developed in this work is able to detect the changes that occur when varying the physical properties of a liquid contained in a disposable element. Preliminary tests were made and the results agree with the simulations performed in the simulation software designed. The results obtained are promising and open the door to many possibilities as the use of phononic crystals based sensors for medical laboratory testing and point of care testing, various applications in the food industry for the detection of bacteria and pathogens in food products as well as culture media monitoring, environmental measurement, analysis of water quality, in the automotive industry for the analysis of fuel quality and in various industrial applications such as the characterization of raw materials among others.
Description: 100 páginas
URI: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/1967
Citation: Villa Arango, S. (2013) Sensor de líquidos basado en cristales fonónicos de cavidad resonante con potenciales aplicaciones biomédicas (Trabajo de grado). Recuperado de: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/1967
Autorization: openAccess
Location: BIOM00231
Appears in Collections:Ingeniería Biomédica

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