SCI
SCIE
SCOPUS
All villi-like metal oxide nanostructures-based chemiresistive electronic nose for an exhaled breath analyzer
저자
Moon, Hi Gyu ; Jung, Youngmo ; Han, Soo Deok ; Shim, Young-Seok ; Jung, Woo-Suk ; Lee, Taikjin ; Lee, Seok ; Park, Jung Han ; Baek, Seung-Hyub ; Kim, Jin-Sang ; Park, Hyung-Ho ; Kim, Chulki ; Kang, Chong-Yun
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
295-302(8쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Chemiresistive electronic nose (CEN) composed of villi-like nanostructures (VLNs) of SnO<SUB>2</SUB> and WO<SUB>3</SUB>, and Au-functionalized VLNs was fabricated by applying electron-beam evaporation in a glancing angle deposition mode. The VLNs-based CEN with a back-heater (212°C) shows high responses with low detection limits of parts per billion (ppb)-levels for NO and NH<SUB>3</SUB> vapors at 80% relative humidity atmosphere. The enhanced sensitivities in a high humidity condition turn out to be attributed to the spillover effect by the Au nanoparticles and a large surface-to-volume ratio in porous VLNs. Employing Au NPs on VLNs leads to the increase of O<SUP>−</SUP> ions via the spillover effect which impedes the adsorption of water molecules, maintaining the enhanced responses against environmental humidity. Consequently, high responses for NO and NH<SUB>3</SUB> vapors maintain even in the high humidity condition. Herein, with the principal component analysis (PCA), we demonstrate highly selective detection of NO and NH<SUB>3</SUB> vapors against C<SUB>2</SUB>H<SUB>5</SUB>OH, CO, C<SUB>7</SUB>H<SUB>8</SUB>, C6H6, and CH<SUB>3</SUB>COCH<SUB>3</SUB> vapors. These results open up wide applications of the VLNs-based CEN as an inexpensive and non-invasive diagnostic tool for asthma and kidney disorder.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> A villi-like nanostructures (VLNs)-based chemiresistive electronic nose (CEN) as exhaled breath analyzer was developed. </LI> <LI> The VLNs-based CEN exhibits high sensitive detection to NO (Asthma) and NH<SUB>3</SUB> (Kidney disorder) as biomarkers. </LI> <LI> The detection limits (DLs) of the VLNs-based CEN are 899ppt–10.2ppb for NO and 312ppb–639ppb for NH<SUB>3</SUB>, respectively. </LI> <LI> The enhanced responses in humid environment are attribute to the spillover effect by Au nanoparticles. </LI> <LI> The highly selective NO and NH<SUB>3</SUB> detections were clearly distinguished by principal component analysis (PCA). </LI> </UL> </P>
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