Un simple capteur à couleur changeante identifie rapidement les gaz toxiques
Un ensemble de capteurs durables sur papier permet d'effectuer des mesures rapides et précises en quelques minutes
Les gaz toxiques n'ont pas tous une odeur ou une couleur. Mais une minuscule grille de carrés aux couleurs pastel et bonbon qui "renifle" efficacement les produits chimiques dangereux présents dans l'air, tels que la chlorosarine - un agent neurotoxique hautement toxique - pourrait aider à les détecter. Les chercheurs rapportent dans ACS Sensors que les motifs colorés de leur réseau de capteurs à base de papier, peu coûteux et durable, changent en présence de gaz toxiques, ce qui permet d'effectuer des mesures rapides et précises en quelques minutes.
Les petits carrés de ce patchwork coloré contiennent des nanoparticules de silice qui changent de couleur en présence de gaz toxiques.
Adapted from ACS Sensors 2025, DOI: 10.1021/acssensors.5c01026
Les nez électroniques sont des dispositifs qui détectent les vapeurs chimiques nocives. Mais leurs composants électroniques peuvent être coûteux et ne sont pas adaptés aux environnements humides. Les nez optoélectroniques pourraient remédier à ces limitations en remplaçant les composants électroniques par des molécules de colorant qui changent de couleur lorsqu'elles réagissent avec certains produits chimiques. Vijay Tak et ses collègues ont créé et testé un nouveau nez optoélectronique : un réseau de capteurs qui détectent et mesurent des gaz mortels. Chaque capteur du réseau est un minuscule carré de papier contenant des particules de silice microscopiques recouvertes de colorants qui changent de couleur et d'intensité après avoir interagi avec des molécules ou des ions spécifiques.
À titre de preuve de concept, Tak et l'équipe de recherche ont créé les capteurs en trempant des microparticules de silice dans 36 solutions différentes de colorants changeant de couleur. Après les avoir séchées à l'air, ils ont créé un réseau de 12x3 capteurs à couleur changeante en plaçant les particules séchées dans une plaque à micropuits, en posant un morceau de papier adhésif par-dessus, puis en retournant la plaque de manière à ce que les particules de silice contenant le colorant soient gaufrées sur le papier. Pour fournir un support structurel au réseau, une fine feuille de métal est collée sur la face inférieure adhésive du papier.
Pour tester la précision du réseau, les chercheurs l'ont exposé à 12 gaz toxiques à deux concentrations chacun. L'équipe a comparé les photos de la couleur et de l'intensité des carrés avant et après cinq minutes d'exposition au gaz. Ils ont ainsi obtenu un modèle qui leur a permis d'identifier le type et la concentration du gaz présent. Lors d'expériences répétées, les capteurs à couleur changeante ont atteint une précision de 99 % pour l'identification du type de menace chimique et de 96 % pour la mesure de la concentration dans les échantillons de gaz. En outre, une autre démonstration a confirmé que la précision du réseau n'était pas affectée par l'humidité.
Avec un coût de fabrication estimé à 20 cents USD par réseau, les chercheurs affirment que leurs conceptions pourraient offrir une approche rentable et personnalisable pour la surveillance de l'environnement dans des conditions réelles. Ils prévoient ensuite de mettre au point un prototype de nez optoélectronique portatif pour tester la présence de produits chimiques dangereux à l'extérieur.
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.
Publication originale
Rohit Shrivas, Hemant Nagpal, Sunil Agarwal, Ajeet Kumar, Raghavender Goud, Sushil Kumar Gupta, Vijay Tak; "Simple and Cost-Effective Fabrication of Embossed Colorimetric Sensor Array for an Optoelectronic Nose via Integration of a Self-Adhesive Paper and Mesoporous Colorimetric Silica Microparticles"; ACS Sensors, 2025-7-21
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