Sensor Gas yang Dapat Dipakai untuk Pemantauan Kesehatan dan Lingkungan

Sensor gas wearable dikembangkan yang merupakan penyempurnaan dari sensor wearable yang ada karena menggunakan mekanisme pemanasan sendiri yang meningkatkan sensitivitas. Ini memungkinkan pemulihan cepat dan penggunaan kembali perangkat. Perangkat lain dari jenis ini memerlukan pemanas eksternal. Selain itu, sensor wearable lainnya memerlukan proses litografi yang mahal dan memakan waktu dalam kondisi ruang bersih.

Pekerjaan sebelumnya melibatkan penggunaan bahan nano untuk penginderaan karena rasio permukaan-ke-volume yang besar membuatnya sangat sensitif; namun, nanomaterial bukanlah sesuatu yang dapat menerima sinyal, sehingga memerlukan elektroda antar-digitasi, yang seperti jari pada tangan.

Para peneliti menggunakan laser untuk membuat pola garis tunggal bahan nano yang sangat berpori mirip dengan graphene untuk sensor yang mendeteksi gas, biomolekul, dan di masa depan, bahan kimia. Di bagian platform perangkat yang tidak masuk akal, tim menciptakan serangkaian garis berkelok-kelok yang dilapisi perak. Saat arus listrik diterapkan ke perak, wilayah sensor gas akan memanas secara lokal karena hambatan listrik yang jauh lebih besar, sehingga tidak memerlukan pemanas terpisah.

Garis berkelok-kelok memungkinkan perangkat meregang, seperti pegas, untuk menyesuaikan dengan kelenturan tubuh untuk sensor yang dapat dikenakan.

Nanomaterial yang digunakan dalam pekerjaan ini adalah grafena oksida tereduksi dan molibdenum disulfida atau kombinasi keduanya, atau komposit oksida logam yang terdiri dari inti seng oksida dan cangkang oksida tembaga, yang mewakili dua kelas bahan sensor gas yang banyak digunakan — nanomaterial oksida logam dan dimensi rendah. Menggunakan CO ² laser, beberapa sensor dapat dibuat pada platform. Rencananya adalah memiliki puluhan hingga seratus sensor, masing-masing selektif untuk molekul yang berbeda seperti hidung elektronik, untuk memecahkan kode beberapa komponen dalam campuran yang kompleks.

Aplikasi termasuk sensor yang dapat dikenakan untuk mendeteksi agen kimia dan biologis yang dapat merusak saraf atau paru-paru, dan pemantauan kesehatan pasien termasuk deteksi biomarker gas dari tubuh manusia dan deteksi lingkungan dari polutan yang dapat mempengaruhi paru-paru.

Sensor dapat mendeteksi nitrogen dioksida, yang dihasilkan oleh emisi kendaraan, dan sulfur dioksida, yang bersama dengan nitrogen dioksida, menyebabkan hujan asam. Gas-gas ini dapat menjadi masalah dalam keselamatan industri.

Langkah selanjutnya para peneliti adalah membuat array kepadatan tinggi, meningkatkan sinyal, dan membuat sensor lebih selektif. Ini mungkin melibatkan penggunaan pembelajaran mesin untuk mengidentifikasi sinyal berbeda dari masing-masing molekul di platform.