Identificação química por detecção magneto-elástica (ChIMES)

Uma tecnologia de sensores de baixo custo, chamada Identificação Química por Sensoriamento Magneto-Elástico (ChIMES), utiliza materiais de resposta alvo (TRMs) como atuadores em sensores magneto-elásticos (M-E) (Figura 1).

Os TRMs podem vir de muitas classes de compostos químicos e bioquímicos, com muitos graus de seletividade. TRMs com fortes afinidades para alvos específicos podem ser usados ​​individualmente, enquanto TRMs com seletividade distribuída podem ser formados em matrizes com uma rede neural artificial ou outras ferramentas baseadas em inteligência artificial usadas para análise e interpretação. Os componentes magnetoelásticos são ligas ferromagnéticas amorfas com alta permeabilidade e baixíssima coercividade. Quando um TRM encontra um alvo, ele impõe forças que alteram as propriedades magnéticas da liga de maneiras que podem ser detectadas com um conjunto de bobinas de detecção de excitação.

ChIMES inclui um metal ferromagnético e um reagente de reconhecimento molecular acoplado ao metal ferromagnético. O reagente de reconhecimento molecular é operável para expandir após exposição a vapor ou líquido do material alvo, de modo que o reagente de reconhecimento molecular altere uma tensão de tração sobre o metal ferromagnético. O material alvo é detectado com base nas mudanças nas características de comutação magnética do metal ferromagnético causadas pelas mudanças na tensão de tração.

O sensor pode detectar qualquer coisa para a qual os TRMs possam ser identificados ou desenvolvidos. É capaz de comunicação livre através de uma barreira metálica fina ou não metálica. O ChIMES pode ser miniaturizado e tem eficiência energética suficiente para alimentação com baterias integradas. Forma, tamanho e aparência podem ser adaptados a uma necessidade específica. O ChIMES é adequado para aplicações abertas e ocultas e pode detectar alvos múltiplos e variáveis ​​simultaneamente com TRMs modulares. O sensor é muito mais barato do que técnicas como cromatografia gasosa.

As aplicações para ChIMES incluem explosivos ou marcadores; agentes de guerra química e biológica e precursores ou subprodutos de sua fabricação; constituintes do gás exalado para diagnóstico de saúde e detecção de drogas; produtos químicos e materiais industriais tóxicos; frescura e segurança dos alimentos; Compostos orgânicos voláteis; e outros poluentes transportados pelo ar e pela água.