Identifikasi Kimia dengan Magneto-Elastic Sensing (ChiMES)

Teknologi sensor berbiaya rendah, yang disebut Identifikasi Kimia oleh Magneto-Elastic Sensing (ChIMES), menggunakan bahan respons target (TRM) sebagai aktuator dalam sensor magneto-elastis (M-E) (Gambar 1).

TRM dapat berasal dari banyak kelas senyawa kimia dan biokimia, dengan banyak derajat selektivitas. TRM dengan afinitas yang kuat untuk target tertentu dapat digunakan secara individual, sedangkan TRM dengan selektivitas terdistribusi dapat dibentuk menjadi array dengan jaringan saraf tiruan atau alat berbasis kecerdasan buatan lainnya yang digunakan untuk analisis dan interpretasi. Komponen magneto-elastis adalah paduan feromagnetik amorf dengan permeabilitas tinggi dan koersivitas sangat rendah. Ketika TRM bertemu dengan target, itu memaksakan kekuatan yang mengubah sifat magnetik paduan dengan cara yang dapat dideteksi dengan set kumparan deteksi eksitasi.

ChIMES mencakup logam feromagnetik dan reagen pengenalan molekul yang digabungkan ke logam feromagnetik. Reagen pengenal molekuler dapat dioperasikan untuk memperluas pada paparan uap atau cairan dari bahan target sehingga reagen pengenal molekuler mengubah tegangan tarik pada logam feromagnetik. Bahan target dideteksi berdasarkan perubahan karakteristik sakelar magnetik logam feromagnetik yang disebabkan oleh perubahan tegangan tarik.

Sensor dapat mendeteksi apa pun yang TRM dapat diidentifikasi atau dikembangkan. Ia mampu berkomunikasi tanpa ikatan melalui penghalang logam nonlogam atau tipis. ChIMES dapat diperkecil, dan cukup hemat energi untuk daya dengan baterai terpasang. Bentuk, ukuran, dan tampilannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan tertentu. ChIMES cocok untuk aplikasi terbuka dan terselubung, dan dapat mendeteksi beberapa target dan variabel secara bersamaan dengan TRM modular. Sensor ini jauh lebih murah daripada teknik seperti kromatografi gas.

Aplikasi untuk ChIMES termasuk bahan peledak atau taggan; agen perang kimia dan biologi dan prekursor atau produk sampingan dari pembuatannya; konstituen gas yang dihembuskan untuk diagnostik kesehatan dan deteksi obat; bahan kimia dan bahan industri beracun; kesegaran dan keamanan pangan; senyawa organik yang mudah menguap; dan polutan udara dan air lainnya.