Come progettare un sensore affidabile da 1 dollaro per l’acqua potabile sicura

Progettare un sensore affidabile da 1 dollaro per l'acqua potabile sicura

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Un team di ingegneri dell’Università di Chicago e dell’Università di Wisconsin-Milwaukee ha sviluppato un sensore potenzialmente prodotto in massa di 1 dollaro che può rilevare contaminanti nell’acqua potabile in casa. Il sensore è dotato di un transistor a effetto di campo a grafene (FET) che può identificare metalli pesanti, batteri e altre sostanze tossiche a concentrazioni di parti per miliardo o addirittura parti per trilione in pochi secondi.

Uno strato di ossido di grafene semiconduttore spesso pochi nanometri depositato su una lastra di silicio collega gli elettrodi sorgente e drenaggio in oro del FET, mentre un elettrodo di gate dirige la corrente attraverso questo canale. L’attacco di molecole chimiche e biologiche alla superficie di grafene induce variazioni di conducibilità il cui ampiezza correla ai livelli di sostanze tossiche.

Gli algoritmi di apprendimento automatico aiutano i sensori a differenziare tra i contaminanti, afferma Junhong Chen, professore di ingegneria molecolare all’UChicago e responsabile strategico dell’acqua presso l’Argonne National Laboratory. Chen e i colleghi testano i sensori nell’acqua utilizzando la spettroscopia di impedenza per rilevare difetti nei dispositivi.

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