Mi labor investigadora se centra en el desarrollo de microdispositivos para el reconocimiento molecular de trazas: pre-concentración, detección ortogonal e identificación mediante Espectroscopía SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). Esta línea surge de la necesidad de crear plataformas multi-sensoras que no sólo sean sensibles, robustas, rápidas y de bajo coste, sino también altamente selectivas, capaces de discriminar el analito de interés en mezclas complejas.
Desde 2016 mis esfuerzos se enfocan a la detección e identificación en fase gas de compuestos orgánicos volátiles, tóxicos industriales, explosivos y agentes de guerra química a niveles de concentración que van desde cientos de ppmV a valores traza (sub-ppbV). Las estrategias se han articulado en torno a dos ejes principales:
1. Preconcentración del analito objetivo, en una etapa previa a la detección, mediante un microdispositivo preconcentrador que incorpora adsorbentes nanoporosos.
2. Espectroscopía SERS para la detección e identificación in-situ del analito gracias a la obtención de su huella Raman vibracional.
Para cualquier de ellas, la síntesis y funcionalización de nanomateriales y nanoestructuras con control de composición, tamaño y forma, así como el uso de las tecnologías de micro y nanofabricación son elementos clave y necesarios para conseguir el reconocimiento molecular en la interfase.
En lo que respecta a la investigación en el ámbito de seguridad y defensa, ésta no solo aborda la detección e identificación de agentes nerviosos, sino también la potencial descontaminación de las zonas afectadas mediante adsorción e hidrólisis mediante superficies porosas que incorporan materiales tipo MOF.
Actualmente, estoy explorando la potencial aplicación de la tecnología SERS a nuevos campos con oportunidades de financiación en Horizonte Europa:i) detección de bio-aerosoles y partículas aerotransportadas; ii) pesticidas y aguas residuales farmacéuticas; iii) control de alimentos y calidad de producto; y iv) diagnóstico precoz de enfermedades en aire exhalado.
De forma paralela, estoy: i) reorientando los procesos de micro y nanofabricación hacia rutas más sostenibles basadas en las tecnologías de impresión 3D y litografía blanda; ii) incorporando materiales plasmónicos no nobles (Al, Cu); iii) y abriendo el estudio a materiales 2D, que contribuyan a amplificar el efecto SERS por mecanismo químico.
A medio-largo plazo, mi objetivo es desarrollar un proceso estándar de fabricación de bajo coste para un chip SERS microfluídico, así como la metodología de medida SERS con equipo Raman portable para poder abordar pruebas de concepto en condiciones de campo. • Número de sexenios reconocidos: 4 (investigación)+ 1 (transferencia)
• Tesis doctorales supervisadas: 12 finalizadas + 1 depositada (Diciembre 2024) + 3 en realización
• Citas totales en Scopus: 2007; 89 documentos indexados en Diciembre 2024; Media anual de citas periodo 2019-2024: 144 citas/año
• Indice h: 26 (Scopus - Author ID: 7006376911); Indice h-Google scholar= 28 (Diciembre 2024)
• Publicaciones indexadas en Scopus en el período Enero 2019-Diciembre 2024: 22
Artículos
- Malankowska, M.; Schlautmann, S.; Berenschot, E.J.W.; Tiggelaar, R.M.; Pina, M.P.; Mallada, R.; Tas, N.R.; Gardeniers, H. Three-dimensional fractal geometry for gas permeation in microchannels. MICROMACHINES. 2018. DOI: 10.3390/mi9020045
- Lafuente, M.; Berenschot, E.J.W.; Tiggelaar, R.M.; Mallada, R.; Tas, N.R.; Pina, M.P. 3D fractals as SERS active platforms: Preparation and evaluation for gas phase detection of G-nerve agents. MICROMACHINES. 2018. DOI: 10.3390/mi9020060
- Lafuente, M.; Pellejero, I.; Sebastián, V.; Urbiztondo, M.A.; Mallada, R.; Pina, M.P.; Santamaría, J. Highly sensitive SERS quantification of organophosphorous chemical warfare agents: A major step towards the real time sensing in the gas phase. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL. 2018. DOI: 10.1016/j.snb.2018.04.058
- Malankowska, M.; Martins, C. F.; Rho, H. S.; Neves, L. A.; Tiggelaar, R. M.; Crespo, J. G.; Pina, M. P.; Mallada, R.; Gardeniers, H.; Coelhoso, I. M. Microfluidic devices as gas – Ionic liquid membrane contactors for CO2 removal from anaesthesia gases. JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE. 2018. DOI: 10.1016/j.memsci.2017.09.065
- Kallem, P.; Drobek, M.; Julbe, A.; Vriezekolk, E.J.; Mallada, R.; Pina, M.P. Hierarchical Porous Polybenzimidazole Microsieves: An Efficient Architecture for Anhydrous Proton Transport via Polyionic Liquids. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES. 2017. DOI: 10.1021/acsami.7b01916
- Lafuente, M.; Martínez, E.; Pellejero, I.; Artal, M.del Carmen; Pina, M. del Pilar Wettability control on microstructured polypropylene surfaces by means of O2 plasma. PLASMA PROCESSES AND POLYMERS. 2017. DOI: 10.1002/ppap.201700019
- Gabal, M.; Arauzo, A.; Camón, A.; Castrillo, M.; Guerrero, E.; Lozano, M.P.; Pina, M.P.; Sesé, J.; Spagna, S.; Diederichs, J.; Rayner, G.; Sloan, J.; Galli, F.; Van, Der Geest; Haberstroh, C.; Dittmar, N.; Oca, A.; Grau, F.; Fernandes, A.; Rillo, C. Hydrogen-Free Liquid-Helium Recovery Plants: The Solution for Low-Temperature Flow Impedance Blocking. PHYSICAL REVIEW APPLIED. 2016. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.6.024017
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- Almazán, F.; Pellejero, I.; Morales, A.; Urbiztondo, M.A.; Sesé, J.; Pina, M.P.; Santamaría, J. Zeolite based microconcentrators for volatile organic compounds sensing at trace-level: fabrication and performance. JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING. 2016. DOI: 10.1088/0960-1317/26/8/084010
- Kallem, P.;Eguizabal, A.;Mallada, R.;Pina, M. P. Constructing Straight Polyionic Liquid Microchannels for Fast Anhydrous Proton Transport. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES. 2016. DOI: 10.1021/acsami.6b13315
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- Eguizabal, Adela; Usón, Laura; Sebastián, Víctor; Hueso, José L.; Pina, M. Pilar. Efficient and facile tuning of Vulcan XC72 with ultra-small Pt nanoparticles for electrocatalytic applications. RSC ADVANCES. 2015. DOI: 10.1039/C5RA16698E
- Lemus, J.; Eguizábal, A.; Pina, M. P. UV polymerization of room temperature ionic liquids for high temperature PEMs: Study of ionic moieties and crosslinking effects. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY. 2015. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.01.078
- Lozano Bernal, María Pilar; Gabal Lanau, Miguel; Sesé Monclús, Javier; Pina Iritia, Maria Pilar; Rillo Millan, Conrado. Purification of recovered helium with low level of impurities: evaluation of two different methods. PHYSICS PROCEDIA. 2015. DOI: 10.1016/j.phpro.2015.06.028
- Eguizábal, A.; Urbiztondo, M.A.; Pina, M.P. Pt based catalytic coatings on poly(benzimidazole) micromonoliths for indoor quality control. CATALYSIS TODAY. 2014. DOI: 10.1016/j.cattod.2014.07.042
- Pellejero, I.; Urbiztondo, M. A.; Pina, M. P.; Santamaría, J. Reinforced SIL-1 micromembranes integrated on chip: APPLICATION to CO2 separation. JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE. 2014. DOI: 10.1016/j.memsci.2014.02.007
- García-Romeo, D.; Pellejero, I.; Urbiztondo, M. A.; Sesé, J.; Pina, M. P.; Martínez, P. A.; Calvo, B.; Medrano, N. Portable low-power electronic interface for explosive detection using microcantilevers. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL. 2014. DOI: 10.1016/j.snb.2014.04.038
- Eguizábal Alguacil, Adela; Sgroi, Mauro; Pullini, Daniele; Ferain, Etienne; Pina Iritia, Maria Pilar. Nanoporous PBI Membranes by Track-Etching for High Temperature PEMFC. JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE. 2014. DOI: 10.1016/j.memsci.2013.12.006
- Eguizábal, A.;Lemus, J.;Pina, M. P. On the incorporation of protic ionic liquids imbibed in large pore zeolites to polybenzimidazole membranes for high temperature proton exchange membrane fuel cells. JOURNAL OF POWER SOURCES. 2013. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2012.07.094
Comunicaciones
- García-Romeo, D.; Calvo, B.; Medrano, N.; Pina, M.P.; Almazán, F.; Pellejero, I.; Urbiztondo, M.; Sesé, J.; Santamaría, J;. Portable lock-in amplifier for microcantilever based sensor array. Application to explosives detection using Co-BEA type zeolites as sensing materials. PROCEEDINGS OF IEEE SENSORS ... 2014. DOI: 10.1109/ICSENS.2014.6985279
- Pina, M.P.; Almazán, F.; Eguizábal, A.; Pellejero, I.; Urbiztondo, M.; Sesé, J.; Santamaría, J.; García-Romeo, D.; Calvo, B.; Medrano, N.;. Explosives detection by array of Si µ-cantilevers coated with titanosilicate type nanoporous materials. PROCEEDINGS OF IEEE SENSORS ... 2014. DOI: 10.1109/ICSENS.2014.6985276
Capítulos
- Zeolite membranes: Synthesis, characterization, important applications, and recent advances. Pina, M.P.; Arruebo, M.; Mallada, R. HANDBOOK OF MEMBRANE SEPARATIONS: CHEMICAL, PHARMACEUTICAL, FOOD, AND BIOTECHNOLOGICAL APPLICATIONS, SECOND EDITION. 2015
- Protic Ionic Liquids Confinement in Macro, Meso and Microporous Materials for Proton Conduction. Eguizábal, A.; Pina, M.P. ENCAPSULATION NANOTECHNOLOGIES. 2013
- Gas Sensing with Silicon-Based Nanoporous Solids. Urbiztondo, Miguel; Pina, Pilar; Santamaría, Jesús. ORDERED POROUS SOLIDS. 2009
- Zeolite Membranes: Synthesis, Characterization, Important Applications & Recent Advances. Arruebo, Manuel; Mallada, Reyes; Pina Iritia, María Pilar. HANDBOOK OF MEMBRANE SEPARATIONS. 2008
- Grace: Development of Pd-Zeolite Composite Membranes for Hydrogen Production by Membrane Reactor. Menéndez, M.; Pina, M.P.; Urbiztondo, M.A.; Casado, L.; Boutonnet, M.; Rojas, S.; Nassos, S. CARBON DIOXIDE CAPTURE FOR STORAGE IN DEEP GEOLOGIC FORMATIONS : RESULTS FROM THE CO² CAPTURE PROJECT 2005
- El reactor de membrana catalítica como eficiente contactor gas-sólido en la combustión de COVs. Pina Iritia, María Pilar; Irusta, Silvia; Menéndez, Miguel; Santamaría, Jesús. CATALIZADORES Y ADSORBENTES PARA LA PROTECCIÓN AMBIENTAL EN LA REGIÓN IBEROAMERICANA. 2001
- Eliminación de COVs mediante combustión catalítica. Pina Iritia, María Pilar; Irusta, Silvia; Menéndez, Miguel; Santamaría, Jesús. CATALIZADORES Y ADSORBENTES PARA LA PROTECCIÓN AMBIENTAL EN LA REGIÓN IBEROAMERICANA. 1998
Proyectos
- JIUZ-2019-CIE-05: Aplicación de nanocristales de perovskita de haluro en espectroscopía Raman amplificada en superficie (SERS). 01/01/20 - 31/12/20
- SENSOFT / SMART SENSING FOR RAPID RESPONSE TO CHEMICAL THREATS ON SOFT TARGETS (H2020 nº GA 823895). 01/01/19 - 31/12/23
- FCT-17-12128: LOS CINCO SENTIDOS Y LA NANOTECNOLOGÍA. 01/01/18 - 31/03/19
- CTQ2016-79419-R: TECNOLOGÍAS AVANZADAS DE ADSORCIÓN, DETECCIÓN SERS Y CATÁLISIS PARA GUERRA QUÍMICA. 30/12/16 - 31/12/20
- UZCUD2016-TEC-07: DESARROLLO DE MICRODISPOSITIVOS Y NANOMATERIALES PARA LA DETECCIÓN DE AGENTES QUÍMICOS PELIGROSOS. 01/11/16 - 30/09/17
- FCT-14-9143. AUDIOVISUALES CIENTÍFICOS UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA:. 01/09/14 - 31/12/15
- CTQ2013-49068-C2-1-R: MICROSISTEMAS BASADOS EN NANOESTRUCTURAS CON PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE ADSORCIÓN Y PLASMÓN SUPERFICIAL, PARA DETECCIÓN DE EXPLOSIVOS OCULTOS Y AGENTES DE GUERRA QUÍMICA. 01/01/14 - 30/09/17
Dirección de tesis
- Development of proton exchange membranes based on synergistic combination of polybenzimidazole, ionic liquids and zeolites/zeotypes for high temperature PEM fuel cells. Universidad de Zaragoza. Sobresaliente "Cum Laude". 10/02/16
- Fabricación de microdispositivos basados en zeolitas y su aplicación en sensores y membranas. Universidad de Zaragoza. Sobresaliente "Cum Laude". 10/02/12
- Microdispositivos basados en zeolitas: sensores y otras aplicaciones. Universidad de Zaragoza. Sobresaliente "Cum Laude". 18/06/08
- Desarrollo de las membranas catalíticas para la eliminación de fenol en corrientes acuosas. Universidad de Zaragoza. Sobresaliente "Cum Laude". 27/07/07
- Combustión de compuestos orgánicos volátiles en reactores de membrana catalítica mesoporosa basados en óxidos metálicos. Estudio cinético y simulación. Universidad de Zaragoza. Sobresaliente "Cum Laude". 14/01/05
UNIZAR teaching of the last six courses
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