Wearable flexible pH sensor for biomedical applications

Emami, Homa (2022). Wearable flexible pH sensor for biomedical applications. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

Prévisualisation

PDF Télécharger (4MB) | Prévisualisation

Résumé

In this project, a screen-printed flexible chemiresistive sensor based on polyaniline emeraldine salt (PANI (ES)) and single-walled carbon nanotubes (SWCNT) on PET substrates is presented. Smart Bandages with embedded sensors can help determine the health of damaged tissue cells and the status of the bandage itself by detecting the pH of the fluid analyte from the wound. One of the most important parameters that changes in wounds in different states is pH, which could help bring added value to patients and health actioners in identifying the onset of infection. Chemiresistive sensors operate in the presence of a chemical target based on electrical changes in resistance. An optimised solution of SWCNTs/PANI (ES) (60/40 wt%) solution was drop-casted on top of flexible silver electrodes screen printed on a polyethylene terephthalate substrate. The sensor was annealed at an optimised temperature of 90 C for 1 hour with a subsequent PANI (ES) drop-casted and annealing step. The developed chemiresistive pH sensor achieved high signal stability, sensitivity of 2.72 pH, linearity in the pH range of 2–10, and response times of 70 seconds. The pH sensitivity of the SWCNTs/PANI nanocomposite depends on the protonation/deprotonation process. The chemiresistive sensor can monitor the changes in the resistance of nanocomposite films (SWCNT, PANI) in different ranges of pH. By using printed electronic fabrication methods, we can develop chemiresistive sensors, which will be a key component of our smart medical bandage system. They also have the potential for differentapplications, such as agriculture, industries, food packaging, and water monitoring.

Titre traduit

Capteur de pH chimérique flexible portable basé sur un nanocomposite de polyaniline / nanotube de carbone pour les applications biomédicales

Résumé traduit

Dans ce projet, un capteur chimiorésistif flexible sérigraphié à base de polyaniline sel d’émeraldine (PANI (ES)) et de nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT) sur des substrats PET est présenté. Les bandages intelligents avec capteurs intégrés peuvent aider à déterminer la santé des cellules tissulaires endommagées et l’état du bandage lui-même en détectant le pH de l’analyte fluide de la plaie. L’un des paramètres les plus importants qui modifie les plaies dans différents états est le pH et pourrait aider à apporter une valeur ajoutée aux patients et aux agents de santé dans l’identification du début de l’infection Les capteurs chimiques fonctionnent en présence d’une cible chimique basée sur des changements électriques de résistance. Une solution optimisée de solution SWCNTs/PANI (ES) (60/40 % en poids) a été coulée par goutte sur des électrodes d’argent flexibles sérigraphiées sur un substrat de polyéthylène téréphtalate. Le capteur a été recuit à une température optimisée de 90 °C pendant 1 heure avec une étape ultérieure de drop-cast et de recuit PANI (ES). Le capteur de pH chimiorésistif développé a atteint une stabilité de signal élevée, une sensibilité de 2,72 /pH, une linéarité dans la plage de pH de 2 à 10 et des temps de réponse de 70 secondes. La sensibilité du pH du nanocomposite SWCNTs/PANI dépend du processus de protonation/déprotonation. En utilisant des méthodes de fabrication électronique imprimées, nous pouvons développer des capteurs chimirésistifs qui seront un élément clé de notre système de pansement médical intelligent. Ils ont également le potentiel pour différentes applications telles que; l’agriculture, les industries, l’emballage alimentaire et la surveillance de l’eau.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of a master’s degree with thesis in electrical engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 77-81).
Mots-clés libres:	capteurs pH, capteurs pH chimirésistifs, sérigraphie, pansements intelligents
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Izquierdo, Ricardo
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	19 août 2022 12:38
Dernière modification:	19 août 2022 12:38
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3041

Gestion Actions (Identification requise)

Dernière vérification avant le dépôt