Imec en Holst Centre ontwikkelen een veelzijdige sensorchip voor detectie van ionen in vloeistoffen

Imec en Holst Centre (opgericht door imec en TNO) hebben een prototype ontwikkeld voor een elektrochemische sensorchip die gelijktijdig verschillende ionen in vloeistoffen kan detecteren. De demonstrator effent het pad naar kleine en goedkope, breed-inzetbare detectiesystemen voor gebruik in de landbouw, gezondheidzorg en lifestyle, en voedsel- en waterkwaliteitmonitoring.

Imec en Holst Centre’s ionensensorprototype is een generisch 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 in bijvoorbeeld pleisters geïntegreerd kunnen worden. Afhankelijk van de toepassing en de vorm, kan de sensor in grote volumes geproduceerd worden met behulp van microfabricatie of door screenprinting op goedkope substraten zoals glas of folie. In tegenstelling tot commercieel beschikbare ionensensoren kan imec’s sensor op een goedkope manier geproduceerd worden en laat het veel kleinere sensorsystemen toe. Een ander belangrijk voordeel is dat door het aanbrengen van een ander selectief membraan op elektrodes, imec’s systeem andere ionen kan detecteren.

Het nieuwe prototype is een draagbaar toestel dat de sensorchip integreert met verschillende elektrodes waaronder één voor pH meting (pH 2 – 10, met een 10 procent accuraatheid) en voor de chemische elementen chloride (Cl-), natrium (Na+), kalium (K+), en nitraat (〖NO〗_3^-) (10-4 M – 1 M ionen, met een 10 procent accuraatheid). Imec’s prototype heeft een sensitiviteit en accuraatheid die vergelijkbaar is met commercieel beschikbare enkelvoudige sensoren, en dat voor een sensor die verschillende ionen tegelijkertijd meet.

“Met kleine autonome slimme sensoren die zich aanpassen aan, en draadloos communiceren met de omgeving en elkaar, draagt imec bij tot een intuitief internet-of-things,” zei Kathleen Phillips, programma directeur 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, meerdere sensoren in één systeem integreren, en de levensduur van de sensoren verlengen. Op die manier zal imec de vooruitgang van slimme geconnecteerde 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.”

Download dit persbericht op www2.imec.be