健康と環境の監視のためのウェアラブルガスセンサー
感度を高める自己発熱機構を採用しているため、既存のウェアラブルセンサーを改良したウェアラブルガスセンサーを開発しました。これにより、デバイスの迅速なリカバリと再利用が可能になります。このタイプの他のデバイスには、外部ヒーターが必要です。さらに、他のウェアラブルセンサーは、クリーンルーム条件下で高価で時間のかかるリソグラフィプロセスを必要とします。
以前の研究では、表面積対体積比が大きいためにナノマテリアルの感度が高くなるため、センシングにナノマテリアルを使用する必要がありました。ただし、ナノマテリアルは信号を受信できるものではないため、手の指のようなデジタル化された電極が必要になります。
研究者たちは、レーザーを使用して、ガス、生体分子、そして将来的には化学物質を検出するセンサー用に、グラフェンに似た非常に多孔性の単一のナノ材料の線をパターン化しました。デバイスプラットフォームの非検知部分で、チームは銀でコーティングされた一連の曲がりくねった線を作成しました。銀に電流を流すと、電気抵抗が大幅に大きくなるため、ガス検知領域が局所的に加熱され、別のヒーターが不要になります。
曲がりくねったラインにより、デバイスはバネのように伸びて、ウェアラブルセンサーの体の屈曲に合わせて調整できます。
この研究で使用されるナノ材料は、還元グラフェンオキシドと二硫化モリブデン、またはその2つの組み合わせ、または酸化亜鉛のコアと酸化銅のシェルからなる金属酸化物複合材料であり、広く使用されているガスセンサー材料の2つのクラスを表しています。低次元および金属酸化物ナノ材料。 CO 2 を使用する レーザー、プラットフォーム上に複数のセンサーを作成できます。計画では、複雑な混合物の複数のコンポーネントをデコードするために、それぞれが電子鼻のような異なる分子に選択的な数十から100のセンサーを搭載する予定です。
アプリケーションには、神経や肺に損傷を与える可能性のある化学的および生物学的因子を検出するウェアラブルセンサー、人体からのガス状バイオマーカー検出や肺に影響を与える可能性のある汚染物質の環境検出などの患者の健康監視が含まれます。
センサーは、車両の排出物によって生成される二酸化窒素と、二酸化窒素とともに酸性雨を引き起こす二酸化硫黄を検出できます。これらのガスは、産業安全において問題になる可能性があります。
研究者の次のステップは、高密度アレイを作成し、信号を改善し、センサーをより選択的にすることです。これには、機械学習を使用して、プラットフォーム上の個々の分子の個別の信号を識別することが含まれる場合があります。
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