集成的被动传感芯片用于高灵敏度和可重复使用的差电荷纳米塑料度检测
Yan-Xiong Wang1, Shan-Fei Fu2, Meng-Xin Xu1
1School of Internet of Things Engineering, Institute of Advanced Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu Province 214122, PR China.
ACS sensors
|September 27, 2023
概括
一种新的微波检测方法提供了对水中的纳米塑料 (NP) 的敏感和可重复使用的分析. 这种技术可以准确地检测不同大小和电荷的NP,即使存在有机物质.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 纳米塑料 (NP) 由于其持久性和潜在的毒性,造成越来越多的环境问题.
- 在水性环境中准确检测NP对于风险评估和减轻至关重要.
- 现有的检测方法在灵敏度,可重复使用性和分析具有不同属性的NP或复杂矩阵的能力方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种高度敏感,可重复使用,快速的微波检测方法来检测纳米塑料 (NP).
- 为了使NP基于其不同度,颗粒大小和表面电荷的分析.
- 克服传统方法在存在有机物质等干扰物质时检测NP的局限性.
主要方法:
- 在印刷电路板上使用一个互补的分割环共振器传感器,用于初始检测正电荷NP (PS-NH2).
- 开发了一种微型螺旋合共振器传感芯片,使用集成的被动技术来检测正 (PS-NH2) 和负 (PS-SO3H) 电荷的NP.
- 研究了NP在水溶液中的有效介电常数作为度,大小和表面电荷的函数的变化.
主要成果:
- 互补的分裂环共振器对正电荷NP (PS-NH2) 显示出高灵敏度.
- 螺旋合共振器芯片实现了对PS-NH2和PS-SO3HNP的极低检测极限和高灵敏度,无论度,大小或电荷如何.
- 微波方法成功地进行了用甲基色杂的NP溶液的稳定测量,这是传统光学方法无法做到的.
结论:
- 拟议的微波检测方法为分析水溶液中的纳米塑料提供了灵敏,可重复使用和快速的方法.
- 集成的基于被动技术的共振器芯片有效地检测出正负电荷的NP,解决了以前方法的一个关键局限性.
- 这种多功能微波传感技术具有超越纳米塑料检测其他危险环境物质的潜力.
