近日,中國科學院合肥物質科學研究院智能機械所王儒敬、陳翔宇課題組與安徽理工大學洪炎課題組合作,研發了集成3D微電極的新型電容耦合非接觸電導檢測微流控芯片,實現了土壤大量養分離子的現場快速定量檢測。相關研究成果日前發表于《農業計算機與電子》。
土壤中的大量元素如氮、磷、鉀在作物生長和農業生產過程中起著至關重要的作用,快速定量地現場檢測其含量對指導精確施肥具有重要意義。傳統C4D微流控設備的傳感電極通常為平面電極配置,表現出靈敏度不足的問題,而3D微電極通過與微流體通道實現多面耦合的方式,增大壁電容,提高信號響應,具有成本低、制作簡單等優點。
研究團隊設計集成3D微電極的新型電容耦合非接觸電導檢測微流控芯片,包含通過微機電系統一體制造的十字交叉型電泳通道和3D通道構成的C4D微電極系統。3D微電極系統是由側壁電極和底面電極構成,側壁電極通過向電極通道中注入液態金屬鎵實現。
研發出的新型微流控芯片均能檢測出土壤中最重要的鉀離子、銨根離子、硝酸根離子和磷酸根離子。即使這些離子濃度較低時,新型微流控芯片也展現出較高的靈敏度,對同一土壤樣品多次檢測也展現出較好的重復性。總的來說,該器件的性能優于已報道的同類器件。
研究人員介紹,此項研究成果將新型性能優異的3D微電極配置方案及低成本工藝引入至C4D微流控,提出的集成3D微電極的C4D微流控實現了對土壤大量養分離子穩定、多指標和高靈敏度的現場檢測,將有效解決農場中土壤養分現場快檢的需求。
相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.108829
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/10/531421.shtm10月11日,科幻電影《749局》科影融合特別場在京舉行。電影主創團隊與科技領域相......
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