Veelzijdige sensorchip detecteert ionen in vloeistoffen

Het prototype van de ionensensor is een generiek platform dat op maat aangepast kan worden aan de specifieke noden van een bepaalde toepassing. Het uiteindelijke afgewerkte systeem zal bijvoorbeeld efficiënt en goedkoop nutriënten (voedingsstoffen) in oppervlakte- en afvalwater kunnen monitoren. Dit is zowel voor landbouwtoepassingen als voor waterkwaliteitsmetingen interessant.

In de gezondheidszorg en de lifestyle maakt Imec’s oplossing point-of-care sensoren mogelijk, of sensoren die bijvoorbeeld in pleisters kunnen worden geïntegreerd. Afhankelijk van de toepassing en de vorm, kan de sensor in grote volumes worden geproduceerd met behulp van microfabricatie of door screenprinting op goedkope substraten zoals glas of folie. In tegenstelling tot momenteel commercieel beschikbare ionensensoren kan Imec’s sensor op een goedkope manier worden geproduceerd en zijn er veel kleinere sensorsystemen mogelijk. Een ander belangrijk voordeel is dat door het aanbrengen van een ander selectief membraan op elektrodes, het systeem andere ionen kan detecteren.

Elektroden geïntegreerd

Het prototype is een draagbaar toestel waarin de sensorchip is geïntegreerd met verschillende elektroden, waaronder één voor pH meting (pH 2 … 10, tot op 10% nauwkeurig) en voor de chemische elementen chloor (Cl-), natrium (Na+), kalium (K+), en nitraat NO₃-) (10^-4 M … 1 M ionen, tot op 10% nauwkeurig). Imec’s prototype heeft een gevoeligheid en accuraatheid die vergelijkbaar is met commercieel beschikbare enkelvoudige sensoren, en dat voor een sensor die verschillende ionen tegelijkertijd meet.

Industrie kan deelnemen

"Met kleine autonome slimme sensoren die zich aanpassen aan, en draadloos communiceren met de omgeving en elkaar, draagt Imec bij tot een intuïtief internet-of-things," zei Kathleen Phillips, programmadirecteur perceptive systems bij Imec en Holst Centre. "Deze veelzijdige ionensensor is een belangrijke doorbraak voor onze wetenschappers en ingenieurs. Ze toont de enorme mogelijkheden van onze technologie. We willen ons technologieplatform nog verder verbeteren, sensoren voor andere ionen ontwikkelen, meer sensoren in één systeem integreren, en de levensduur van de sensoren verlengen. Op die manier zal Imec de vooruitgang van slimme, met elkaar verbonden systemen vooruit stuwen. We nodigen de industrie uit om deel te nemen in ons R&D programma, en samen nieuwe toepassingen voor ionendetectie te ontwikkelen en deze innovatieve technologie naar de markt te brengen."