Een recente studie gepubliceerd in ACS Sensors belicht de ontwikkeling van een slimme elektronische neus (e-nose) door een onderzoeksteam onder leiding van prof. Meng Gang van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen.

De nieuwe e-nose maakt gebruik van een zelfverhittingsmodulatiestrategie om binnen slechts één seconde nauwkeurig verschillende soorten doelgasmoleculen te onderscheiden.

Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de detectie van gasmoleculen met behulp van e-nose, bestaande uit niet-selectieve halfgeleidergassensoren. Het verkrijgen van adequate moleculaire kenmerken in een korte tijd (<1 seconde) blijft echter een groot obstakel, dat de vroege waarschuwingstoepassingen van e-nose voor dodelijke of explosieve gassen belemmert.

In deze studie werd een innovatieve aanpak voor temperatuurregeling en -modulatie ontwikkeld als alternatief voor de conventionele methode met behulp van externe verwarmingselementen. Een wolfraamtrioxide (WO₃ ) nanostaafjesfilm vervaardigd door schuine hoekdepositie (OAD) werd gebruikt als zowel een gevoelige detectielaag als een stabiele zelfverwarmende laag. Vanwege de ultrasnelle (~20 μs) thermische relaxatietijd is de OAD WO₃ sensor kan voldoende elektrische responsfuncties genereren via zelfverhittingstemperatuurmodulatie.

Deze vooruitgang heeft geleid tot de nauwkeurige discriminatie van 12 gasmoleculen binnen 0,5 tot 1 seconde, wat één orde sneller is dan de ultramoderne e-neuzen.

Daarnaast is er een slim draadloos e-nose-systeem ontwikkeld om nauwkeurige en onmiddellijke identificatie van doelgassen in omgevingsluchtachtergronden mogelijk te maken.

Deze ontwikkeling demonstreert volgens het team de potentiële toepassingen van de e-nose in de binnenlandse veiligheid en de volksgezondheid.

Meer informatie: Meng Li et al., Snelle elektronische discriminatie van gasmoleculen door zelfopwarmende temperatuurmodulatie, ACS-sensoren (2023). DOI:10.1021/acssensors.3c01839

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen