Forskerhold udvikler en trådløs sensor til at spotte kemiske krigsførende midler

Det presserende behov for avanceret detektion af kemiske krigsførelsesmidler (CWA'er) for at sikre global sikkerhed har ført til udviklingen af ​​en ny gassensor. Denne sensor udmærker sig ved sin hurtige reaktion, høje følsomhed og kompakte størrelse, som er afgørende for tidlig påvisning af CWA'er.

Nøjagtig detektion og overvågning af CWA'er er afgørende for effektive forsvarsoperationer, både militære og civile. På grund af den farlige natur af CWA'er er forskning typisk begrænset til autoriserede laboratorier, der bruger simulanter, der efterligner CWA's kemiske struktur uden deres toksiske virkninger.

Et team af eksperter offentliggjorde en undersøgelse den 3. januar 2024 i tidsskriftet Microsystems &Nanoengineering , der introducerer en banebrydende sensor, der trådløst identificerer kemiske krigsførelsesmidler. Denne enhed registrerer effektivt DMMP og forbedrer trusselsreaktionskapaciteten uden at være afhængig af strømkilder eller forbindelser.

Forskerne har fornyet et passivt, trådløst sensorsystem, der bruger overflade akustisk bølge (SAW) teknologi, sat til at revolutionere detektion af kemisk krigsførelse ved specifikt at målrette mod dimethylmethylphosphonat (DMMP), en simulant til nervegift. Denne sensor fungerer ved 433 MHz ved hjælp af en unik belægning af fluoralkoholpolysiloxan (SXFA) på et lithiumniobatsubstrat, hvilket øger dets følsomhed og stabilitet under forskellige miljøforhold.

Systemets kerne er bygget op omkring et YZ lithiumniobatsubstrat udstyret med metalliske interdigitale transducere (IDT'er) og en tilsluttet antenne. SXFA-filmens interaktion med DMMP ændrer SAW'ens egenskaber, såsom hastighed, hvilket muliggør præcis detektion. Dette design sikrer stabil drift inden for et transmissionsområde på 0-90 cm og er modstandsdygtig over et bredt temperaturområde (-30°C til 100°C) og fugtighedsniveauer op til 60 % relativ luftfugtighed.

Ifølge forskerholdet markerer dette sensorsystem et betydeligt spring fremad inden for CWA-detektionsteknologi. Dens passive trådløse karakter tillader drift i utilgængelige eller farlige områder, hvilket sikrer sikkerhed og effektivitet.

Denne teknologi har et enormt potentiale inden for militært og civilt forsvar, og tilbyder et pålideligt, effektivt middel til tidlig CWA-detektion. Dens evne til at fungere trådløst og i udfordrende miljøer gør den til et værdifuldt værktøj til at sikre offentlig sikkerhed og beredskab mod kemiske trusler.

Flere oplysninger: Yong Pan et al., Et passivt trådløst overflade akustisk bølge (SAW) sensorsystem til detektering af krigsførelsesmidler baseret på fluoralkohol polysiloxan film, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00627-8

Journaloplysninger: Mikrosystemer og nanoteknik

Leveret af TranSpread