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Imec開發出可以同時檢測pH值和氯離子含量的傳感器

Imec(歐洲微電子研究中心)及其荷蘭分支Holst Centre開發了一款微型傳感器,能夠同時檢測液體中的pH值和Cl(氯離子)含量。

這項創新發明是環境監測、精準農業和個人健康診斷等長期、精確離子濃度測量的必備技術。

該傳感器是產業首款,並且得益於其係統級芯片集成,能夠在物聯網設備中實現具成本效益的大規模應用。其創新型電極設計,在單離子濃度測量方面已經達到或優於目前的標准設備,並且支持附加離子檢測。

在水質檢測、農業和分析化學等許多應用中,基於離子選擇性膜的傳感器被認為是離子濃度測量的黃金標準。

它們通常包含兩個電極,一個離子敏感電極(ISE)和一個參考電極(RE)。當這些電極浸入液體中時會產生電位,並隨著液體中離子活度的變化而改變,由此便能測量出液體中離子的濃度。然而,傳感器的精度依賴於微型參考電極的長期穩定性,現在,這一難題得以解決。

“這種設計的共性問題是內部電極的離子溶出,造成傳感器隨時間的延長而出現漂移,” 來自Imec的研究人員Marcel Zevenbergen說,“為抑制這種離子溶出,我們設計並製造了一款具有微流體通道的參考電極,用直接在矽基底上製作的固態氧化銥(IrOx)和氯化銀(AgCl)電極與其連接並結合,分別作為pH 值和氯離子濃度的指示電極。經過我們的測試顯示,這是一種具有長期穩定性的解決方案,而且該傳感器具有與現有解決方案相同或更優的靈敏度、精確度及響應時間,同時,這款傳感器的尺寸更小,其潛在成本也更低。”

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