Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cảm biến quang dựa trên vi thể nanoporous silicon để phát hiện sự pha tạp xăng dầu bởi dung môi hữu cơ
Tóm tắt
Sự pha tạp xăng dầu bằng dung môi hữu cơ đang diễn ra phổ biến trên toàn cầu. Bài báo này giới thiệu một cảm biến mới để phát hiện sự pha tạp xăng dầu bởi ba dung môi hữu cơ, cụ thể là toluen, xilen và benzen. Cảm biến này là một cấu trúc vi thể silicon nanopore có khả năng nhạy cảm với sự thay đổi chỉ số khúc xạ của các mẫu nhiên liệu. Nhiều tính chất hữu ích của silicon xốp như quy trình chế tạo đơn giản, độ nhạy cao, sự tương thích với vi điện tử silicon, khả năng vận hành ở nhiệt độ phòng, tỷ lệ bề mặt trên thể tích rất cao và khả năng tương thích sinh học khiến nó trở thành ứng cử viên phổ biến cho các ứng dụng cảm biến. Mục tiêu chính của công trình này là phát triển một cảm biến vi thể silicon xốp mới có khả năng phát hiện sự pha tạp của xăng dầu bởi các dung môi hữu cơ đã đề cập. Điều này được thực hiện thông qua sự thay đổi trong phổ phản xạ của cấu trúc vi thể khi các nồng độ khác nhau của các mẫu nhiên liệu bị pha tạp được đưa vào trong các lỗ của nó, khi đó một sự dịch chuyển đỏ rõ ràng được tạo ra cho mỗi nồng độ. Cùng một cảm biến được sử dụng để cảm nhận sự pha tạp bởi ba dung môi hữu cơ. Quy trình cảm nhận được phát hiện là đảo ngược và do đó cảm biến có thể được tái sử dụng.
Từ khóa
#cảm biến quang #silicon xốp #pha tạp #dung môi hữu cơ #xăng dầuTài liệu tham khảo
Agostini, C.A.: Differential fuel taxes and their effects on automobile demand. CEPAL Rev. 102, 101–111 (2010)
Canham, L.: Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers. Appl. Phys. Lett. 57(10), 1046–1048 (1990)
Giovannozzi, A., Ferrero, V., Pennecchi, F., Sadeghi, S., Gilardi, G., Rossi, A.: P450-based porous silicon biosensor for arachidonic acid detection. Biosens. Bioelectron. 28(1), 320–325 (2011)
Granitzer, P., Rumpf, K.: Porous silicon—a versatile host material. Materials 3(2), 943–998 (2010)
Hou, H., Nieto, A., Ma, F., Freeman, W.R., Sailor, M.J., Cheng, L.: Tunable sustained intravitreal drug delivery system for daunorubicin using oxidized porous silicon. J. Controll. Release 178, 46–54 (2014)
Hu, J., Ma, H., Zhang, W., Yu, Z., Sheng, G., Fu, J.: Effects of benzene and its metabolites on global DNA methylation in human normal hepatic l02 cells. Environ. Toxicol. 29(1), 108–116 (2014)
Jin, Y.-S., Kim, G.-J., Shon, C.-H., Jeon, S.-G., Kim, J.-I.: Analysis of petroleum products and their mixtures by using terahertz time domain spectroscopy. J. Korean Phys. Soc. 53(4), 1879–1885 (2008)
Krismastuti, F.S., Pace, S., Voelcker, N.H.: Porous silicon resonant microcavity biosensor for matrix metalloproteinase detection. Adv. Funct. Mater. 24(23), 3639–3650 (2014)
Lehto, V.P., Salonen, J., Santos, H., Riikonen, J.: silicon-based materials as a drug delivery system for water-insoluble drugs. Douroumis, D., Fahr. Johh A. (eds.) In drug delivery strategies for poorly water-soluble drugs, pp. 477–508. Wiley & Sons Ltd., Singapore (2013)
Ma, S., Hu, M., Zeng, P., Yan, W., Li, M.: Growth of tungsten oxide nanorods onto porous silicon and their sensing properties for \(\text{ NO }_2\). Mater. Lett. 99, 57–60 (2013)
Ma, S., Hu, M., Zeng, P., Li, M., Yan, W., Qin, Y.: Synthesis and low-temperature gas sensing properties of tungsten oxide nanowires/porous silicon composite. Sens. Actuators B Chem. 192, 341–349 (2014)
Mathew, F.P., Alocilja, E.C.: Porous silicon-based biosensor for pathogen detection. Biosens. Bioelectron. 20(8), 1656–1661 (2005)
McMichael, A.J.: Carcinogenicity of benzene, toluene and xylene: epidemiological and experimental evidence. IARC Sci. Publ. 85, 3–18 (1988)
Naveas, N., Hernandez-Montelongo, J., Pulido, R., Torres-Costa, V., Villanueva-Guerrero, R., García Ruiz, J.P.: Fabrication and characterization of a chemically oxidized-nanostructured porous silicon based biosensor implementing orienting protein A. Coll. Surf. B Biointerfaces 115, 310–316 (2014)
Parivesh: Consequences of Fuel Adulteration. Central Pollution Control Board (CPCB) http://www.cpcbenvis.nic.in/cpcb_newsletter/Transport%20Fuel%20Adul.pdf; http://www.cpcbenvis.nic.in/newsletter_main.html# (2014)
Patel, P., Mishra, V., Panchal, A.: Nano porous silicon microcavity optical biosensor device for glucose detection. Dig. J. Nanomater. Biostruct. 7(3), 973–982 (2012a)
Patel, P., Mishra, V., Panchal, A.: Theoretical and experimental study of nanoporous silicon photonic microcavity optical sensor devices. Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol. 3(3), 035016 (2012b)
Pham, H.P., Bui, H., Hoang, L.H., Nguyen, T.V., Nguyen, T.A., Pham, T.S., Ngo, Q.M.: Nano-porous silicon microcavity sensors for determination of organic fuel mixtures. J. Opt. Soc. Korea 17(5), 423–427 (2013)
Roy, S.: Fiber optic sensor for determining adulteration of petrol and diesel by kerosene. Sens. Actuators B Chem. 55(2), 212–216 (1999)
Ruminski, A.M., Barillaro, G., Chaffin, C., Sailor, M.J.: Internally referenced remote sensors for HF and Cl2 using reactive porous silicon photonic crystals. Adv. Funct. Mater. 21(8), 1511–1525 (2011)
Secret, E., Smith, K., Dubljevic, V., Moore, E., Macardle, P., Delalat, B., Rogers, M.L., Johns, T.G., Durand, J.O., Cunin, F.: Antibody-functionalized porous silicon nanoparticles for vectorization of hydrophobic drugs. Adv. Healthc. Mater. 2(5), 718–727 (2013)
Sherertz, P.C.: Petroleum Products. Virginia Department of ealth http://www.vdh.virginia.gov/Epidemiology/dee/PublicHealthToxicology/documents/pdf/petrofac.PDF (1988)
Shrestha, N., Shahbazi, M.-A., Araújo, F., Zhang, H., Mäkilä, E.M., Kauppila, J., Sarmento, B., Salonen, J.J., Hirvonen, J.T., Santos, H.A.: Chitosan-modified porous silicon microparticles for enhanced permeability of insulin across intestinal cell monolayers. Biomaterials 35(25), 7172–7179 (2014)
Tebizi-Tighilt, F.-Z., Zane, F., Belhaneche-Bensemra, N., Belhousse, S., Sam, S., Gabouze, N.-E.: Electrochemical gas sensors based on polypyrrole-porous silicon. Appl. Surf. Sci. 269, 180–183 (2013)
Uhlir, A.: Electrolytic shaping of germanium and silicon. Bell Syst. Tech. J. 35(2), 333–347 (1956)
Zhang, H.-Y., Lü, X.-Y., Jia, Z.-H., Li, J.-W., Zhang, F.-C.: Porous silicon biosensor for detection of variable domain of heavy-chain of HCAb antibody. Optoelectron. Lett. 8, 81–83 (2012)
Zhang, H., Jia, Z., Lv, X., Zhou, J., Chen, L., Liu, R., Ma, J.: Porous silicon optical microcavity biosensor on silicon-on-insulator wafer for sensitive DNA detection. Biosens. Bioelectron. 44, 89–94 (2013)
Zhang, H., Liu, D., Shahbazi, M.A., Mäkilä, E., Herranz-Blanco, B., Salonen, J., Hirvonen, J., Santos, H.A.: Fabrication of a multifunctional nano-in-micro drug delivery platform by microfluidic templated encapsulation of porous silicon in polymer matrix. Adv. Mater. 26(26), 4497–4503 (2014)