Les nez électroniques reniflent les composés organiques volatils
L'amélioration de la circulation des fluides à l'intérieur des chambres noselike peut améliorer la détection des produits chimiques nocifs
Les composés organiques volatils sont des substances chimiques émises sous forme de gaz qui peuvent avoir des effets néfastes sur la santé. On les trouve souvent dans les peintures, les produits pharmaceutiques et les réfrigérants, entre autres produits courants, mais ils peuvent également servir de marqueurs d'explosifs, d'infestations d'insectes, de détérioration des aliments et de maladies.
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Le traçage des COV est important pour la sécurité publique et pour toutes les questions liées à l'odeur. À cette fin, dans Applied Physics Reviews, publié par AIP Publishing, Liu et al. ont présenté une conception de chambre basée sur la mécanique des fluides pour un nez électronique (e-nose) qui détecte de manière cohérente les COV à de faibles concentrations. La stratégie, qui comprend l'utilisation d'un dispositif semblable à un shunt pour contrôler le comportement de l'écoulement des fluides, constitue un pas en avant dans le développement de la technologie du nez électronique.
Les méthodes de détection des COV sont confrontées à de nombreux défis en termes de sélectivité, de sensibilité, de reproductibilité et de stabilité. Les nez électroniques, inspirés du système olfactif, peuvent surmonter certains de ces obstacles en combinant des réseaux de capteurs chimiques avec des techniques de reconnaissance des formes pour reconnaître les odeurs.
Cependant, de nombreux nez électroniques génèrent des signaux différents pour des COV de même concentration lorsque le capteur est situé dans différentes parties de la chambre du "nez".
"Pour contrer ce problème, le comportement fluidique du flux de gaz doit être bien contrôlé", explique l'auteur Weiwei Wu. "Cela permet de garantir un champ fluidique et une concentration de COV uniformes dans la chambre et d'éviter de générer de fausses caractéristiques de détection.
La conception initiale du nez électronique comportait une chambre verticale qui ressemblait à une pomme de douche. Cela favorise l'écoulement vertical, le gaz se propageant à travers les trous situés au bas de l'appareil et autour des capteurs répartis uniformément.
À l'aide de simulations de mécanique des fluides, l'équipe a optimisé le volume, la symétrie, l'emplacement des trous et des capteurs de son nez électronique. Elle a ajouté un dispositif semblable à un shunt pour favoriser la circulation des fluides et raccourcir le temps de réponse.
Sur la base des résultats de leurs simulations, les chercheurs ont fabriqué une chambre en téflon et mesuré les performances de détection de leur nez électronique. Ils ont comparé deux chambres, l'une avec le shunt et l'autre sans. La chambre équipée du dispositif de dérivation a obtenu des résultats environ 1,3 fois supérieurs pour la détection d'un COV donné.
À l'avenir, les auteurs prévoient de se concentrer sur la réduction de la chambre et l'amélioration de la structure afin de réduire le temps de réponse et de récupération.
"La recherche sur les nez électroniques est un domaine hautement interdisciplinaire", a déclaré M. Wu. "Les chimistes, les physiciens, les biologistes, les ingénieurs en électronique et les spécialistes des données doivent travailler ensemble pour résoudre des problèmes tels que la détection efficace qui tient compte des mécanismes fondamentaux d'absorption/désorption, les algorithmes qui permettent une reconnaissance précise des COV plus rapidement et avec une consommation d'énergie moindre, et la manière dont les nouvelles technologies, telles que les memristors, devraient être impliquées."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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