通过由支柱制成的螺旋涂层膜检测挥发性污染物[5] ,通过人工神经网络检测风险衍生物和数据验证
Ahmed Nuri Kursunlu1, Yaser Acikbas2, Ceren Yilmaz1
1Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Selcuk, 42250 Konya, Türkiye.
ACS applied materials & interfaces
|June 5, 2024
概括
新的支柱[5]arene传感器可以检测有害的挥发性有机化合物 (VOC). 这些宏循环薄膜对二甲和甲蒸气具有很高的敏感性,使工业监测具有经济性和人体工程学性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分析化学 分析化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 挥发性有机化合物 (VOC) 在工业环境中构成重大职业健康风险.
- 对VOCs的经济和人体工程学检测方法对于工作场所的安全至关重要.
- 支柱[5]基于的宏分子为新型传感器开发提供了潜力.
研究的目的:
- 为了合成和描述新的支柱[5]基于的宏分子 (P[5]-1和P[5]-2).
- 开发和评估使用这些宏分子检测工业挥发性污染物的薄膜传感器.
- 用表面等离子体共振 (SPR) 和人工神经网络 (ANN) 建模来评估传感器性能.
主要方法:
- 合成支柱[5]烯大分子 (P[5]-1,P[5]-2).
- 通过旋转涂层制造薄膜传感器.
- 使用NMR,FT-IR,元素分析,AFM,SEM和接触角测量进行表征.
- 通过SPR光学技术进行蒸汽传感和使用非线性自回归神经网络 (NARX-ANN) 进行数据分析.
主要成果:
- P[5]-1和P[5]-2薄膜传感器对二甲 (7.17和4.11) 和甲 (5.24和2.8) 蒸汽表现出高灵敏度.
- 与其他测试的有害蒸气相比,传感器对二甲和甲的反应更大.
- 对二甲检测的NARX-ANN建模显示出出色的相关性 (R2 ≈ 0.99对于P[5]-1,R2 ≈ 0.98对于P[5]-2),验证了传感器性能.
结论:
- 基于柱体[5]arene的薄膜传感器对于检测特定挥发性有机污染物是有效的.
- 开发的传感器为经济和人体工程学工业VOC监测提供了一个有希望的方法.
- 像NARX-ANN这样的先进建模技术可以准确地预测和验证环境监测的传感器响应.
