Method To Detect Ethanol Vapor in High Humidity by Direct Reflection on a Xerogel Coating.

coatings ethanol sensing humidity optical transduction sol−gel

Journal

ACS applied materials & interfaces
ISSN: 1944-8252
Titre abrégé: ACS Appl Mater Interfaces
Pays: United States
ID NLM: 101504991

Informations de publication

Date de publication:
30 Jan 2019
Historique:
pubmed: 11 1 2019
medline: 11 1 2019
entrez: 11 1 2019
Statut: ppublish

Résumé

A simple double thin-film coating-based device is proposed to quantify the ethanol content in humid air featuring a 10 ppm resolution and spanning a dynamic range from 0 to 1000 ppm. The transduction involves the measurement of the direct optical reflection intensity, changing upon refractive index variations induced by water and ethanol adsorption within the coatings. The first thin-film coating is a microporous methyl-functionalized, silica xerogel material more sensitive to alcohol, and the second one is a microporous pure silica xerogel material more sensitive to water. The precision of the sensor is achieved through a mathematical treatment applied on the time resolved adsorption period. Reflection signals of both the ethanol- and water-sensitive coatings are taken into account in the treatment to correct for differences in ambient conditions (temperature, relative humidity, presence of volatile organic compounds) within the same chamber previous to data analysis, which corresponds to realistic operating conditions. As the adsorption mechanism is governed by molecular dynamic equilibrium, these sensors are fast and instantaneously regenerated in ambient air. The sensor is easy to assemble and was reusable for a period exceeding 1 year (maximal tested time).

Identifiants

pubmed: 30629407
doi: 10.1021/acsami.8b20479
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Pagination

4439-4446

Auteurs

Olivier Dalstein (O)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Maxime Tabo (M)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Elsa Alvarez (E)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Lucas Roux (L)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Richard Garuz (R)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Marcel Pasquinelli (M)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Lhoucine Azzi (L)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Marc Bendahan (M)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Khalifa Aguir (K)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Jérôme Loizillon (J)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

Marco Abbarchi (M)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

David Grosso (D)

Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence, (IM2NP)-UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences de Saint Jérôme , 13397 Marseille Cedex 20, France.

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