E-næse opsnuser blandinger af flygtige organiske forbindelser

Da malingfortynder, blæk og klæbemidler tørrer, kan de frigive flygtige organiske forbindelser (VOC), som kan have en negativ indvirkning på helbredet. Typisk er en af ​​disse VOC'er xylen, som eksisterer som tre isomerer med de samme elementer, men lidt forskellige arrangementer. Fordi isomererne er så ens, er de svære at overvåge separat. Nu rapporterer forskere i ACS-sensorer har udviklet en elektrisk næse ("e-næse") med porøse metal-organiske rammer (MOF) film, der nøjagtigt kan skelne xylenisomerblandinger.

Xylen, nogle gange kaldet xylol, er skadeligt, hvis store mængder inhaleres eller absorberes gennem huden. Hver isomer, o -xylen, m -xylen og p -xylen, interagerer forskelligt hos mennesker og andre pattedyr, så det er vigtigt at overvåge miljøet for hver isomer og ikke kun deres kumulative tilstedeværelse. Tidligere brugte forskere gaskromatografianalyse til at identificere de tre former for xylen. Men denne procedure kræver store instrumenter, der er dyre, og analyserne er tidskrævende. Så Lars Heinke og kolleger ville se, om MOF-film kunne inkorporeres i simple, hurtigere sensorer til at detektere og måle tilstedeværelsen af ​​hver isomer separat i luften.

Forskerne forberedte seks forskellige porøse MOF-film, der er kendt for at adsorbere xylenisomerer og påførte dem på gravimetriske sensorer i et array kaldet en "e-næse". I indledende eksperimenter viste holdet, at MOF-filmene havde forskellig følsomhed over for o -xylen, m -xylen og p -xylen. Derefter testede de e-næsens evne til at skelne xylenisomerer i blandinger i koncentrationer på 10 ppm og 100 ppm, som er det amerikanske National Institute for Occupational Safety and Health's eksponeringsgrænse. Ved at analysere sensorarray-dataene med en maskinlæringsalgoritme kunne teamet bestemme sammensætningen af ​​blandingerne med 86 % nøjagtighed for 10-ppm-blandingen og 96 % nøjagtighed for 100-ppm-blandingen. Forskerne siger, at den MOF-baserede e-næse er en simpel enhed til at skelne mellem de tre former for xylen i miljøovervågning og diagnostisk sundhedstestning. + Udforsk yderligere

At tænke udenfor buret:En ny tilgang til energiintensive molekylære adskillelser