Inkjet-printed flexible ultrasensitive chemiresistive sensors for aggregation pheromone of flour beetles

Yunnan Fang; Manos M. Tentzeris

doi:https://doi.org/10.1007/s13391-023-00466-9

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자료유형: 학술저널

저자정보: Yunnan Fang (Georgia Institute of Technology) Manos M. Tentzeris (Georgia Institute of Technology)

저널정보: 대한금속·재료학회 Electronic Materials Letters Electronic Materials Letters Vol.20 No.3

발행연도: 2024.5

수록면: 244 - 253 (10page)

DOI: https://doi.org/10.1007/s13391-023-00466-9

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This work reports the fi rst demonstration that a chemoresistive sensor can be used to detect the aggregation pheromone offl our beetles. To prepare the sensing element of such a sensor, a novel functionalization method was developed to amplifyamine groups on the surface of carbon nanotubes (CNTs). Unlike traditional amine-amplifi cation approaches in which amplification effi ciency is signifi cantly reduced by self-crosslinking, the current amine amplifi cation process was self-crosslinkingfreedue to the use of a home-made compound in which amine groups were protected by Boc (tert-butyloxycarbonyl) protectinggroups and could be deprotected as needed. The inkjet ink formulated from the functionalized CNTs, together with anamine-rich compound and a commercial silver nanoparticle-based inkjet ink, was used to fabricate (via inkjet-printing anddrop-casting) lightweight, fl exible, and miniature-sized chemiresistive sensors for 4,8-dimethyldecanal (DMD), a compoundknown to be the aggregation pheromone of several species of fl our beetles. A home-built gas sensing system, including acommercial gas generator, a DMD permeation tube with its emission rate certifi ed, a data-acquisition system, and somehome-developed LabVIEW-based programs, was utilized to perform the DMD sensing trials. The sensors showed ultra-highsensitivity to synthetic aggregation pheromone DMD, as indicated by their prompt and signifi cant responses to 100 ppbDMD vapor. A mechanism for the sensitive sensing of DMD is proposed.

#Chemiresistive gas sensors · Inkjet printing · 4 #8-Dimethyldecanal · Aggregation pheromone · Flour beetles · Carbon nanotubes

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