Polymeeriset uravalokanavainterferometrit

Väitöskirjatyössä kehitettiin nanorakenteinen anturi, jonka toiminta perustuu valon ja materiaalin vuorovaikutukseen. Anturi sisältää polymeerisen valokanavarakenteen, jossa valo kulkee sekä polymeerin sisällä että sen ulkopuolella nanometrien kokoisessa urassa. Valon sähkökenttä on vahvistunut urassa, minkä vuoksi rakenne on herkkä havaitsemaan ympäröivässä nesteessä tapahtuvia muutoksia. Työssä tutkittiin anturin vastetta nesteen taitekertoimen sekä ympäristön lämpötilan muutokselle käyttämällä valokanavissa Youngin interferometrirakennetta. Tyypillisesti interferometrirakenteissa referenssipää on suojattu ja ainoastaan mittauspää havainnoi nesteen muutoksia. Hyödyntämällä urarakennetta ainoastaan mittauspäässä voitiin myös referenssipää altistaa samoille muutoksille. Tämä auttaa kompensoimaan tehokkaasti ympäristön lämpötilan muutosten aiheuttamaa mittausvirhettä.

Työssä kehitetyt anturit on valmistettu käyttämällä nanopainotekniikkaa leimaamalla kuvioitavat anturirakenteet UV-valolla kovetettavaan polymeeriin. Nanopainotekniikka on edullinen menetelmä nanokokoluokan rakenteiden valmistamiseen senttimetriluokan pinta-aloille. Tämä mahdollistaa muun muassa kertakäyttöisten antureiden hyödyntämisen esimerkiksi biosovelluksissa, joissa anturin puhdistus analyysien välillä on monimutkaista ja kallista.