En lågkostnads dioxinsensor baserad på epitaxiell, högren enkristallgrafen på kiselkarbid
| Diarienummer | |
| Koordinator | Linköpings universitet - Linköpings tekniska högskola Inst f fysik kemi & biologi IFM |
| Bidrag från Vinnova | 300 000 kronor |
| Projektets löptid | mars 2022 - oktober 2022 |
| Status | Avslutat |
| Utlysning | Strategiska innovationsprogrammet SIO Grafen |
| Ansökningsomgång | SIO Grafen: Samverkan kring kommersiella tillämpningar med grafen - hösten 2021 |
Viktiga resultat som projektet gav
Dioxiner är svårnedbrytbara organiska föroreningar som är extremt giftiga och bildas vid ofullständig förbränning t.ex. i kraftvärmeverk. I projektet arbetade vi mot en portabel sensor för fältanalys av dioxiner. Detta är utmanande då gränsvärden för dioxiner i miljö och livsmedel är väldigt låga, men grafens höga känslighet gör detta möjligt. Projektet uppnådde konceptvalidering av ett portabelt instrument för dioxindetektion med hjälp av skräddarsydda förkoncentratorer, dock återstår att testa i komplex matris då resurserna inom projektet räckte inte till.
Långsiktiga effekter som förväntas
Vi har utvecklat en sensorlösning med en uppskattad kostnad på cirka 200 SEK/ chip som medger bestämning av dioxinkoncentrationer inom 45 minuter. Jämfört med dagsläget, där bestämning av dioxiner kostar mellan 5000 och 15000 SEK per prov, kräver dyra instrument, och 3 - 5 dagars arbete utfört av specialisttränad labbpersonal, är detta oerhört lovande. En mer kostnads/resurs-effektiv bestämning av dioxiner väntas även leda till nya marknadsöppningar i och med att ekonomiska och praktiska hinder elimineras.
Upplägg och genomförande
Zr-metallorganiska ramverk (MOFs) användes som förkoncentratorer för dioxiner, och temperaturprogrammerad desorption (TPD) för selektivt urval av analyten av intresse (från sammansatta matriser) för transport till högkänsliga sensorer baserade på grafen. För att etablera TPD protokoll studerades desorption vs temperatur för tcdd (i avjoniserat vatten) som låtits ackumulera i Zr-MOF inuti instrumentet vid RT. Baserat på masspektrometri fastställdes mätprotokoll för förkoncentrering, förångning av vatten, temperaturramp för desorption och detektion av tcdd.