건강 및 환경 모니터링을 위한 웨어러블 가스 센서

감도를 높이는 자체 발열 메커니즘을 사용하여 기존 웨어러블 센서를 개선한 웨어러블 가스 센서가 개발되었습니다. 장치를 빠르게 복구하고 재사용할 수 있습니다. 이 유형의 다른 장치에는 외부 히터가 필요합니다. 또한, 다른 웨어러블 센서는 클린룸 조건에서 값비싸고 시간 소모적인 리소그래피 공정이 필요합니다.

표면 대 부피 비율이 크기 때문에 감지를 위해 나노 물질을 사용하는 것과 관련된 이전 작업은 매우 민감합니다. 그러나 나노 물질은 신호를 수신할 수 있는 것이 아니므로 손의 손가락과 같이 서로 맞물린 전극이 필요합니다.

연구원들은 가스, 생체 분자 및 미래의 화학 물질을 감지하는 센서용 그래핀과 유사한 다공성 단일 나노 물질 라인을 패턴화하기 위해 레이저를 사용했습니다. 장치 플랫폼의 감지되지 않는 부분에서 팀은 은으로 코팅된 일련의 구불구불한 선을 만들었습니다. 전류가 은에 인가되면 가스 감지 영역이 훨씬 더 큰 전기 저항으로 인해 국부적으로 가열되어 별도의 히터가 필요하지 않습니다.

구불구불한 선을 통해 스프링처럼 기기가 늘어나 웨어러블 센서의 신체 굴곡에 맞게 조정할 수 있습니다.

이 작업에 사용된 나노물질은 환원그래핀옥사이드와 이황화몰리브덴 또는 이 둘의 조합 또는 산화아연 코어와 산화구리 쉘로 구성된 금속 산화물 복합재로 널리 사용되는 두 가지 종류의 가스 센서 재료를 나타냅니다. 저차원 및 금속 산화물 나노 물질. CO ² 사용 레이저를 사용하면 플랫폼에서 여러 센서를 만들 수 있습니다. 계획은 복잡한 혼합물의 여러 구성 요소를 해독하기 위해 각각 전자 코와 같은 다른 분자에 대해 선택적인 수십에서 수백 개의 센서를 갖는 것입니다.

애플리케이션에는 신경이나 폐를 손상시킬 수 있는 화학 및 생물학적 작용제를 감지하는 웨어러블 센서, 인체의 기체 바이오마커 감지 및 폐에 영향을 미칠 수 있는 오염 물질의 환경 감지를 포함한 환자 건강 모니터링이 포함됩니다.

센서는 차량 배기가스로 인해 발생하는 이산화질소와 이산화질소와 함께 산성비를 유발하는 이산화황을 감지할 수 있다. 이러한 가스는 산업 안전에 문제가 될 수 있습니다.

연구원의 다음 단계는 고밀도 어레이를 만들고 신호를 개선하며 센서를 더 선택적으로 만드는 것입니다. 여기에는 플랫폼에 있는 개별 분자의 고유한 신호를 식별하기 위해 기계 학습을 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.