En nyligen genomförd studie publicerad i ACS Sensors belyser utvecklingen av en smart elektronisk näsa (e-näsa) av en forskargrupp ledd av prof. Meng Gang från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin.
Den nya e-nosen använder en självuppvärmande moduleringsstrategi för att exakt särskilja olika typer av målgasmolekyler inom bara en sekund.
Betydande framsteg har gjorts inom gasmolekyldetektion med e-nos som består av icke-selektiva halvledargassensorer. Att extrahera adekvata molekylära egenskaper på kort tid (<1 sekund) förblir dock ett stort hinder, vilket hindrar tidig varning av e-nose för dödliga eller explosiva gaser.
I denna studie utvecklades ett innovativt tillvägagångssätt för temperaturkontroll och modulering som ett alternativ till den konventionella metoden med externa värmare. En volframtrioxid (WO3 ) nanorodfilm framställd genom oblique angle deposition (OAD) användes som både ett känsligt avkänningsskikt och ett stabilt självuppvärmande skikt. På grund av den ultrasnabba (～20 μs) termiska avslappningstiden, är OAD WO3 sensor kan generera tillräckliga elektriska svarsfunktioner via självuppvärmande temperaturmodulering.
Detta framsteg har lett till exakt urskiljning av 12 gasmolekyler inom 0,5–1 sekunder, vilket är en order snabbare än de senaste e-näsorna.
Dessutom utvecklades ett smart trådlöst e-nose-system för att möjliggöra exakt och omedelbar identifiering av målgaser i omgivande luftbakgrund.
Den här utvecklingen visar de potentiella tillämpningarna av e-näsan i hemlandets säkerhet och folkhälsa, enligt teamet.
Mer information: Meng Li et al, Snabb elektronisk diskriminering av gasmolekyler genom självuppvärmande temperaturmodulering, ACS-sensorer (2023). DOI:10.1021/acssensors.3c01839
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
