STTR Phase I: Microsensors for In-Situ, Real-Time Detection and Characterization of Toxic Oganic Substances

STTR 第一阶段:用于有毒有机物质原位实时检测和表征的微传感器

基本信息

项目摘要

9810551Carter This Phase I Small Business Technology Transfer project aims to develop a novel microsensor for the in-situ, real-time detection of toxic organic chemicals. The proposed microsensor will be capable of operating under field conditions, with sufficient sensitivity to permit high detection rates, and with sufficient selectivity to prevent high false alarm rates. The proposed sensor is based on a combination of gravimetric sensing and the determination of the unique photothermal spectrum of an analyte and utilizes a wavelength dispersive device and a thermal infrared detector array. This sensing technique is capable of detecting the presence of minute amounts of organic analytes with increased sensitivity and selectivity. During the detection process the sample is allowed to interact/adsorb onto the coated surface of femto-joule sensitive thermal detector. The surface of the detector will be coated with an appropriate chemical layer which preferentially adsorbs/reacts with a category of chemicals similar to the target analytes. As molecules adsorb on the thermal detector surface, various physical changes can take place such as changes in the electrical resistance when a microbolometer is used or changes in the bending due to adsorption induced stress when a microcantilever thermal detector is used. This step provides the chemical detection sensitivity comparable to recent chemical detection technologies in addition to providing the required selectivity. In order to determine the specific identity of the adsorbed molecule, a photothermal spectrum is obtained by scanning a broadband wavelength region of the detector array with the aid of a wavelength dispersive device. For the wavelengths at which the adsorbed analyte absorbs photons, the temperature of those particular detector pixels will rise proportional to the amount of analyte deposited and heat absorbed. Since different pixels will be exposed to different wavelengths, an extremely sensitive and unique photothermal signature response can be determined. The chemical detector surface can be regenerated by ohmic heating of the detector element. Miniature toxic organic sensors offer both extremely high sensitivity and are easily miniaturized, and could be readily mass produced using standard IC fabrication technology for use in high volume commercial applications, including industrial process monitoring, air and water pollution control, air quality monitoring, as well as vehicle emission monitoring.
这个第一阶段的小企业技术转移项目旨在开发一种新型的微传感器,用于实时检测有毒有机化学品。拟议的微传感器将能够在现场条件下工作,具有足够的灵敏度以允许高检测率,并具有足够的选择性以防止高误报率。所提出的传感器基于重力传感和分析物独特光热光谱测定的组合,并利用波长色散装置和热红外探测器阵列。这种传感技术能够以更高的灵敏度和选择性检测微量有机分析物的存在。在检测过程中,允许样品相互作用/吸附到飞焦耳敏感热探测器的涂层表面。检测器的表面涂有适当的化学层,该化学层优先吸附/与与目标分析物相似的一类化学物质发生反应。当分子吸附在热探测器表面时,会发生各种物理变化,如使用微测热计时电阻的变化或使用微悬臂式热探测器时由于吸附诱导应力引起的弯曲的变化。除了提供所需的选择性外,这一步还提供了与最近的化学检测技术相当的化学检测灵敏度。为了确定被吸附分子的具体身份,借助波长色散装置扫描探测器阵列的宽带波长区域,获得光热光谱。对于被吸附的分析物吸收光子的波长,这些特定探测器像素的温度将与沉积的分析物和吸收的热量成比例地上升。由于不同的像素将暴露在不同的波长,一个非常敏感和独特的光热特征响应可以确定。化学探测器表面可通过探测器元件的欧姆加热再生。微型有毒有机传感器既具有极高的灵敏度,又易于小型化,并且可以使用标准IC制造技术轻松批量生产,用于大批量商业应用,包括工业过程监测,空气和水污染控制,空气质量监测以及车辆排放监测。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

James Carter其他文献

Small modular reactor deployment: Learning from the past and the present
  • DOI:
    10.1016/j.tej.2016.09.011
  • 发表时间:
    2016-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    James Carter
  • 通讯作者:
    James Carter
MP35-06 MULTI-CENTER PROSPECTIVE STUDY OF PROSTATE HEALTH INDEX (PHI) TESTING AS A STRATEGY FOR PROSTATE CANCER SCREENING: COLLABORATION BETWEEN UROLOGY, PRIMARY CARE, AND COMMUNITY OUTREACH
  • DOI:
    10.1016/j.juro.2018.02.1119
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Elizabeth Wendel;Dattatraya Patil;Brandi Weaver;Robin Leach;Ian Thompson;Lori Sokoll;Daniel Chan;Jack Groskopf;James Carter;Mersiha Torlak;Martin Sanda
  • 通讯作者:
    Martin Sanda
Regenerative peripheral nerve interface in the prevention and treatment of post-amputation pain: a systematic review
  • DOI:
    10.1007/s00238-024-02167-4
  • 发表时间:
    2024-02-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.800
  • 作者:
    James Carter;Philippa Richardson;Helen Stark;John Henton
  • 通讯作者:
    John Henton
Neogene clockwise tectonic rotation of the eastern Transverse Ranges, California, suggested by paleomagnetic vectors
古地磁矢量表明加利福尼亚州东部横向山脉的新近纪顺时针构造旋转
  • DOI:
  • 发表时间:
    1987
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    James Carter;B. Luyendyk;R. Terres
  • 通讯作者:
    R. Terres
The Transition to Telehealth: A Pilot Model in a New York City Student-Run Free Clinic During the COVID-19 Pandemic
向远程医疗的过渡:COVID-19 大流行期间纽约市学生经营的免费诊所的试点模式
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Brittany Glassberg;Kevin J. Weiss;Terence Hughes;J. Meyers;S. Kamat;Jonathan Pan;James Blum;James Carter;Cynthia Luo;Samuel Powell;Hannah L. Krystal;David Thomas;David M. Skovran;Y. Meah
  • 通讯作者:
    Y. Meah

James Carter的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('James Carter', 18)}}的其他基金

Advances in Wiregrass Georgia: Infrastructural Improvements to Sustain Another Half-Century of Herbarium-Based Research and Teaching
乔治亚州钢丝草的进展:基础设施的改进以维持下一个半世纪的植物标本馆研究和教学
  • 批准号:
    1458264
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: The GA-VSC Herbaria Collaborative: Phase I of a Statewide Consortium
合作研究:GA-VSC Herbaria 合作:全州联盟的第一阶段
  • 批准号:
    1054366
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase II: Microsensors for In-Situ, Real-Time Detection and Characterization of Toxic Oganic Substances
STTR 第二阶段:用于有毒有机物质原位实时检测和表征的微传感器
  • 批准号:
    0080128
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Expanding the Presence of Geographic Techniques in the Geography Undergraduate Curriculum at Illinois State University
扩大伊利诺伊州立大学地理本科课程中地理技术的存在
  • 批准号:
    9552050
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Analytical Instrumentation For Undergraduate Laboratory Instruction in Chemistry
化学本科实验室教学的分析仪器
  • 批准号:
    8013212
  • 财政年份:
    1980
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Automation and Modernization of the Electron Microprobe Facility at the University of Texas at Dallas
德克萨斯大学达拉斯分校电子微探针设施的自动化和现代化
  • 批准号:
    7713674
  • 财政年份:
    1978
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Introducing Basic Principles of Thematic Cartography
介绍专题制图的基本原理
  • 批准号:
    7800197
  • 财政年份:
    1978
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Petrographic and Chemical Investigations of Deep Crustal Fragments From the Kilbourne Hole and Potrillo Maare Ejecta
Kilbourne Hole 和 Potrillo Maare 喷射物深部地壳碎片的岩相学和化学研究
  • 批准号:
    7414532
  • 财政年份:
    1974
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
  • 批准号:
    11961141014
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    3350 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
  • 批准号:
    41802035
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
  • 批准号:
    61675216
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
  • 批准号:
    71501183
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
  • 批准号:
    51201142
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
  • 批准号:
    11101428
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
  • 批准号:
    19374069
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.4 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

UK involvement in LSST: Phase C (Imperial component)
英国参与 LSST:C 阶段(帝国部分)
  • 批准号:
    ST/X001326/1
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Research Grant
Phase 2 - Effective and Integrated Chemical Free Robotic Milking
第 2 阶段 - 有效且集成的无化学品机器人挤奶
  • 批准号:
    10093094
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Net Zero Pathfinder - Phase 2 Manchester
净零探路者 - 第二阶段曼彻斯特
  • 批准号:
    10095254
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Demonstrator
Phase Averaged Deferred Correction for Multi-Timescale Systems
多时间尺度系统的相位平均延迟校正
  • 批准号:
    EP/Y032624/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Research Grant
Model order reduction for fast phase-field fracture simulations
快速相场断裂模拟的模型降阶
  • 批准号:
    EP/Y002474/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Research Grant
IUCRC Phase I University of Wisconsin-Milwaukee: Center for Concrete Advancement Network (CAN), Lead Site
IUCRC 第一阶段威斯康星大学密尔沃基分校:混凝土进步网络中心 (CAN),主要站点
  • 批准号:
    2310861
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
IUCRC Phase III University of Colorado Boulder: Center for Membrane Applications, Science and Technology (MAST)
IUCRC 第三阶段科罗拉多大学博尔德分校:膜应用、科学与技术中心 (MAST)
  • 批准号:
    2310937
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SBIR Phase II: Innovative Two-Phase Cooling with Micro Closed Loop Pulsating Heat Pipes for High Power Density Electronics
SBIR 第二阶段:用于高功率密度电子产品的创新两相冷却微闭环脉动热管
  • 批准号:
    2321862
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
SBIR Phase I: Industrial-Scale Technology for Drug Development in Mature Human Fat Cells
SBIR 第一阶段:成熟人类脂肪细胞药物开发的工业规模技术
  • 批准号:
    2322443
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase II: Fabrication and Structural Testing of a 3D Concrete Printed Anchor for Floating Offshore Wind
STTR 第二阶段:用于浮动海上风电的 3D 混凝土打印锚的制造和结构测试
  • 批准号:
    2333306
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了