Smart e-nose bruger selvopvarmende temperaturmodulation for at muliggøre hurtig identifikation af gasmolekyler

En nylig undersøgelse offentliggjort i ACS Sensors fremhæver udviklingen af ​​en smart elektronisk næse (e-nose) af et forskerhold ledet af prof. Meng Gang fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi.

Den nye e-næse anvender en selvopvarmende modulationsstrategi til præcist at skelne mellem forskellige typer målgasmolekyler inden for blot et sekund.

Der er gjort betydelige fremskridt inden for gasmolekyledetektion ved brug af e-næse bestående af ikke-selektive halvledergassensorer. Udvinding af tilstrækkelige molekylære egenskaber på kort tid (<1 sekund) er dog fortsat en stor hindring, som hindrer tidlig advarselsapplikationer af e-næse for dødelige eller eksplosive gasser.

I denne undersøgelse blev der udviklet en innovativ tilgang til temperaturstyring og -modulation som et alternativ til den konventionelle metode med eksterne varmelegemer. Et wolframtrioxid (WO₃ ) nanorodfilm fremstillet ved oblique angle deposition (OAD) blev brugt som både et følsomt følelag og et stabilt selvopvarmende lag. På grund af den ultrahurtige (～20 μs) termiske afslapningstid er OAD WO₃ sensor kan generere tilstrækkelige elektriske responsfunktioner via selvopvarmende temperaturmodulation.

Dette fremskridt har ført til nøjagtig skelnen mellem 12 gasmolekyler inden for 0,5-1 sekund, hvilket er en ordre hurtigere end de avancerede e-næser.

Derudover blev der udviklet et smart trådløst e-næse-system for at muliggøre nøjagtig og øjeblikkelig identifikation af målgasser i omgivende luftbaggrunde.

Denne udvikling demonstrerer de potentielle anvendelser af e-næsen i hjemlandsikkerhed og folkesundhed, ifølge holdet.

Flere oplysninger: Meng Li et al., Hurtig elektronisk diskrimination af gasmolekyler ved selvopvarmende temperaturmodulering, ACS-sensorer (2023). DOI:10.1021/acssensors.3c01839

Leveret af Chinese Academy of Sciences