PFI-RP: Portable integrated photonic micro-gas chromatography system for rapid gas analysis
PFI-RP:用于快速气体分析的便携式集成光子微气相色谱系统
基本信息
- 批准号:2213975
- 负责人:
- 金额:$ 55万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-07-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Research The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Research Partnerships (PFI-RP) project lies in the development of the next-generation portable and wearable gas analysis device that will play an important role in healthcare, industrial and workplace safety, and defense and national security. Real-world gas samples typically contain tens to hundreds of volatile organic compounds. Majority of gas sensors either lack the detection specificity or only respond to specific gases, which makes it challenging to detect specific gases from a complex background. Although advancement in portable gas chromatography in the past 20 years demonstrates great potential in the development of powerful portable and wearable gas analysis devices, it remains a grand challenge to achieve efficient separation and rapid detection for effective gas analysis in a compact, highly integrated, and cost-effective platform. The proposed technology provides unprecedented gas analysis speed, separation capability, sensitivity, ultra-compact size, and system scalability. Upon successful commercialization, the technology is envisioned to transform a powerful instrument in research labs to miniaturized sensors easily accepted and accessible by the general public with broad applications in healthcare, environment, industry, and national defense and security. The proposed project is to develop a compact and portable on-chip GC system with photonic integrated circuit (PIC) for rapid and comprehensive volatile organic compounds gas analysis. The GC-PIC system combines on-chip nanophotonic sensor arrays and efficient vapor separation occurring in high-aspect ratio microfabricated Si GC columns. A reconstructive metasurface spectrometer is integrated for on-chip optical detection. The project addresses critical challenges in synergistic integration of different material/device technologies to minimize the system footprint, increase performance reliability and repeatability, and transition the technology from the lab to commercialization. The intellectual merit of the proposed work lies in overcoming various technical challenges at the interface of optics, materials, microfabrication, sensing, manufacturing, signal processing, and scaling and to demonstrate a GC-PIC prototype.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
创新-研究伙伴关系(PFI-RP)项目的更广泛影响/商业潜力在于开发下一代便携式和可穿戴气体分析设备,该设备将在医疗保健、工业和工作场所安全以及国防和国家安全方面发挥重要作用。现实世界中的气体样本通常含有数十到数百种挥发性有机化合物。大多数气体传感器要么缺乏检测的特异性,要么只对特定的气体做出响应,这使得从复杂的背景中检测特定的气体变得困难。尽管在过去20年中,便携式气相色谱在开发功能强大的便携式和可穿戴式气体分析设备方面显示出巨大的潜力,但在紧凑、高度集成和成本效益高的平台上实现有效的分离和快速检测以进行有效的气体分析仍然是一个巨大的挑战。建议的技术提供了前所未有的气体分析速度、分离能力、灵敏度、超紧凑的尺寸和系统的可扩展性。一旦成功商业化,该技术有望将研究实验室中的强大仪器转变为易于被公众接受和使用的微型传感器,在医疗保健、环境、工业以及国防和安全方面具有广泛的应用。该项目旨在开发一种紧凑、便携的带有光子集成电路的片上GC系统,用于快速、全面的挥发性有机化合物气体分析。GC-PIC系统结合了芯片上的纳米光子传感器阵列和高纵横比微制造硅GC柱中的高效蒸汽分离。改造后的亚表面光谱仪被集成用于片上光学检测。该项目解决了不同材料/器件技术的协同集成方面的关键挑战,以最大限度地减少系统占用空间,提高性能可靠性和可重复性,并将技术从实验室过渡到商业化。这项拟议工作的智力价值在于克服了光学、材料、微制造、传感、制造、信号处理和缩放接口的各种技术挑战,并展示了GC-PIC原型。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
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 }}
Yuze (Alice) Sun其他文献
Yuze (Alice) Sun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('Yuze (Alice) Sun', 18)}}的其他基金
CAREER: Optofluidic Lasers at the Liquid-Liquid Interface: A Versatile Biosensing Platform
职业:液-液界面的光流控激光器:多功能生物传感平台
- 批准号:
1554013 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
Optical Cavity Enhanced Nanoscale Gas Chromatography
光腔增强纳米气相色谱
- 批准号:
1407947 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
LncRNA RP11介导肿瘤细胞与肺驻留型巨
噬细胞互作抑制乳腺癌肺转移的机制研
究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于患者来源类器官模型探究基因编辑技术对PRPF6突变RP疾病的作用
- 批准号:2025JJ90259
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
银杏双黄酮通过靶向鞘脂代谢异常的SPHK1+基质相关CAFs亚群以抑制S1P-S1RP3信号轴从而增敏第三代EGFR-TKIs的机制研究
- 批准号:QN25H290015
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
鼻咽解毒胶囊对鼻咽癌细胞生物学行为及IGFBP-rP1 mRNA表达的影响研究
- 批准号:2025JJ80955
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
m6A去甲基化酶FTO通过lncRNA RP5-991G20.1调控上皮性卵巢癌化疗耐药性的机制
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
USH2A基因突变位点c.8559-2A>G的功能学及其在 RP/USH II视网膜变性疾病的致病机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
二甲双胍经TSPO介导的代谢重塑调控RP小胶质细胞稳态恢复的作用
机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
ISG15下调lncRNA RP11-5407.3介导细胞自噬促进子宫内膜癌进展的
作用及机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
RP相二维铅卤钙钛矿结构精细设计及其高稳定发光二极管基础研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0 万元
- 项目类别:面上项目
肿瘤细胞经LncRNA-RP1/ATF4/CBS/CTH轴增加神经细胞半胱氨酸释放促进胰腺癌神经浸润的机制及治疗策略研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
PFI-RP: Crop Seed Shaped Pellets for Planting Multi-Species Conservation Habitats with Standard Planting Equipment
PFI-RP:作物种子形状颗粒,用于使用标准种植设备种植多物种保护栖息地
- 批准号:
2345771 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
pre-insolvencyを含む「法的企業再建スキーム」の構築に向けて-英・RP手続を範として
以英国 RP 程序为模型,建立包括破产前在内的“合法企业重组计划”
- 批准号:
24K04656 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
PFI-RP: Preventing Intimate Partner Violence Using Digital Technology: A Transdisciplinary Approach
PFI-RP:利用数字技术预防亲密伴侣暴力:跨学科方法
- 批准号:
2329797 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-RP: Resilient and Energy-Efficient Memory Chips for Enhanced Mobile AI and Personalized Machine Learning
PFI-RP:用于增强移动人工智能和个性化机器学习的弹性和节能内存芯片
- 批准号:
2345655 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Novel Sensors for Efficient and Scalable Production of Indoor Crops
PFI-RP:用于高效、可规模化生产室内作物的新型传感器
- 批准号:
2329885 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-RP: The rapid and specific detection of infectious pathogens using ultrathin porous membranes as sensors
PFI-RP:使用超薄多孔膜作为传感器快速、特异性地检测传染性病原体
- 批准号:
2234394 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Novel coated geotextile to enhance water drainage from soil
PFI-RP:新型涂层土工布,可增强土壤排水能力
- 批准号:
2234410 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Precision diagnostics for personalized cancer care: development of new drugs and selection of treatment
PFI-RP:个性化癌症护理的精准诊断:新药开发和治疗选择
- 批准号:
2234456 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Architectural design and intelligent control tools for decarbonizing space cooling and heating in buildings
PFI-RP:用于建筑物空间制冷和供暖脱碳的建筑设计和智能控制工具
- 批准号:
2234630 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-RP: Development of a Temperature-Sensitive, High-Adhesion Medical Tape for Reducing Pain, Skin Injury, and Dislodgement of Critical Devices for Children in Hospitals
PFI-RP:开发一种温度敏感、高粘性医用胶带,用于减轻医院儿童的疼痛、皮肤损伤和关键设备的移位
- 批准号:
2234356 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant