Fully printed potentiometric pH sensor

Mahinnezhad, Shirin (2023). Fully printed potentiometric pH sensor. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Recently, there has been an exceptional growth in research related to the development of flexible sensors for health monitoring and analysis. In particular, pH measurements can be done non-invasively and continuously, making it an excellent parameter for monitoring different stages of wound healing. Here, we report pH sensitivity of a polyaniline/graphite (PANI/G) composite in a fully-printed potentiometric pH sensor and the effect of graphite loading on sensor performance. PANI/G composites in different ratios were aerosol-jet printed on Ag/AgCl with and without a graphite layer as the working electrode in a two-electrode potentiometric sensor on a flexible substrate. The role of the graphite layer on the working electrode has been investigated. PANI/G composites were prepared by a solution processing method using a graphite paste and polyaniline emeraldine salt powder. Samples were characterized by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Fourier-transform infrared spectroscopy analysis to investigate the relations between the physical and chemical components and the performance of the sensors. The sensors were tested in the pH range from 3 to 10, exhibiting a linear, stable and near-Nernstian sensitivity of 53 mV/pH and a response time of 15 s.

Titre traduit

Capteur de ph potentiométrique entièrement imprimé

Résumé traduit

Récemment, il y a une croissance exceptionnelle de la recherche liée au développement de capteurs flexibles pour l'analyse de la santé. Les mesures de pH peuvent être effectuées de manière non invasive et continue, ce qui en fait un excellent paramètre pour surveiller les différentes étapes de la cicatrisation des plaies. Ici, nous rapportons la fonctionnalité pH d'un composite polyaniline/graphite (PANI/G) dans un capteur de pH potentiométrique entièrement imprimé et l'effet de la charge de graphite sur la fonctionnalité du capteur. Des composites PANI/G dans différents rapports ont été imprimés par jet d'aérosol sur Ag/AgCl avec et sans couche de graphite comme électrode de travail dans un capteur potentiométrique à deux électrodes sur un substrat flexible. Le rôle de la couche de graphite sur l'électrode de travail dans la fonctionnalité du capteur a été étudié. Les composites PANI/G ont été préparés par une méthode de traitement en solution utilisant une pâte de graphite et une poudre de sel de polyaniline émeraude. Les échantillons ont été caractérisés par analyse XRD, SEM et FTIR pour étudier les relations entre les relations physiques et chimiques et les performances des capteurs. Les capteurs ont été testés dans la gamme de pH de 3 à 10, présentant une sensibilité linéaire, stable et proche de Nernst de 53 mV/pH et un temps de réponse de 15 s.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement for a degree of master’s with thesis in engineering with a personalized concentration". Comprend des références bibliographiques (pages 66-76).
Mots-clés libres:	capteur de pH, graphite; polyaniline, capteur potentiométrique, impression d'écran, impression par jet d'aérosol, électronique imprimée
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Izquierdo, Ricardo
Codirecteur:	Codirecteur Shih, Andy
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	09 mars 2023 15:39
Dernière modification:	09 mars 2023 15:39
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3194

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