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Un capteur de gaz portable pour la surveillance de la santé et de l'environnement – Actualite-sante

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Selon des chercheurs de Penn State et de la Northeastern University, un capteur de gaz portable très sensible pour la surveillance de l'environnement et de la santé humaine pourrait bientôt devenir commercial.

Le capteur est une amélioration par rapport aux capteurs portables existants car il utilise un auto -mécanisme de chauffage qui améliore la sensibilité. Il permet une récupération et une réutilisation rapides de l'appareil. D'autres appareils de ce type nécessitent un chauffage externe. En outre, d'autres capteurs portables nécessitent un processus de lithographie coûteux et long dans des conditions de salle blanche.

Une main et un bras montrant le capteur appliqué à l'écriture intérieure avec un téléphone mobile de la taille d'un téléphone à côté.

"Les gens aiment utiliser des nanomatériaux pour détecter parce que leur grand rapport surface / volume les rend très sensibles ", a déclaré Huanyu Cheng, professeur adjoint en sciences et mécanique de l'ingénierie et en science et génie des matériaux, Penn State. "Le problème est que le nanomatériau n'est pas quelque chose que nous pouvons facilement brancher avec des fils pour recevoir le signal, ce qui nécessite le besoin de quelque chose appelé électrodes interdigitées, qui sont comme les chiffres sur votre main."

Cheng et son équipe utilisent un laser pour modeler une seule ligne de nanomatériaux hautement poreuse similaire au graphène pour les capteurs qui détectent le gaz, les biomolécules et, à l'avenir, les produits chimiques. Dans la partie non sensible de la plate-forme de l'appareil, l'équipe crée une série de lignes en serpentin qu'elles enduisent d'argent. Lorsqu'ils appliquent un courant électrique à l'argent, la région de détection de gaz se réchauffe localement en raison d'une résistance électrique considérablement plus grande, éliminant ainsi le besoin d'un chauffage séparé. Les lignes en serpentin permettent à l'appareil de s'étirer, comme des ressorts, pour s'adapter à la flexion du corps pour les capteurs portables.

Les nanomatériaux utilisés dans ce travail sont l'oxyde de graphène réduit et le disulfure de molybdène, ou une combinaison des deux; ou un composite d'oxyde métallique composé d'un noyau d'oxyde de zinc et d'une coquille d'oxyde de cuivre, représentant les deux classes de matériaux de capteurs de gaz largement utilisés – les nanomatériaux à faible dimension et l'oxyde métallique.

"Utilisation d'un laser CO2, souvent trouvé dans les ateliers d'usinage, nous pouvons facilement fabriquer plusieurs capteurs sur notre plate-forme ", a déclaré Cheng. «Nous prévoyons d'avoir des dizaines à une centaine de capteurs, chacun sélectif d'une molécule différente, comme un nez électronique, pour décoder plusieurs composants dans un mélange complexe.»

L'agence américaine de défense contre la menace de réduction s'intéresse à ce capteur portable pour détecter des agents chimiques et biologiques qui pourraient endommager les nerfs ou les poumons, selon les chercheurs. Une société de dispositifs médicaux travaille également avec l'équipe pour augmenter la production pour la surveillance de la santé des patients, y compris la détection de biomarqueurs gazeux du corps humain et la détection environnementale de polluants qui peuvent affecter les poumons.

Ning Yi, doctorant au laboratoire de Chen et co-auteur principal de l'article publié en ligne dans le Journal of Materials Chemistry A a déclaré: «Dans cet article, nous avons montré que nous pouvions détecter le dioxyde d'azote, qui est produit par les émissions des véhicules. Nous pouvons également détecter le dioxyde de soufre, qui, avec le dioxyde d'azote, provoque des pluies acides. Tous ces gaz peuvent être un problème pour la sécurité industrielle. "

Les chercheurs ont déclaré que leur prochaine étape est de créer des réseaux à haute densité et d'essayer quelques idées pour améliorer la signal et rendre les capteurs plus sélectifs. Cela peut impliquer l'utilisation de l'apprentissage automatique pour identifier les signaux distincts des molécules individuelles sur la plate-forme.

Source de l'histoire:

Matériaux fournis par Penn State . Original écrit par Walt Mills. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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