Low-Cost and Mobile Ultraviolet Radiation Sensor using Electrochemical and Electrochromic Detection
Notice bibliographique
Résumé
My project involved the development of a low-cost and mobile ultraviolet radiation (UVR) sensor. UVR overexposure is associated with health issues such as an increased risk of skin cancer development. Current technology primarily involves the use of chromophores that change color with UVR exposure. Colorimetric sensors are however less sensitive and worsen as the chromophores degrade over time. The use of spectrometers as the transduction element for colorimetric sensors make them less useful as wearable sensors due to bulkiness and cost. My work focuses on a wearable sensor based on electrochemical and electrochromic detection. The sensor was fabricated using layer-by-layer assembly. The sensor was comprised of: i) flexible polydimethylsiloxane (PDMS) base; ii) conductive silver nanoparticles (Ag-NPs) with cellulose nanocrystal (CNC) ink; iii) carbon nanotubes (CNTs)/CNC/titanium dioxide (TiO2); iv) Prussian Blue redox poly(isopropylacrylamide) polymer microgel. To ensure the four layers were permanently glued to the PDMS base, (3-glycidyloxypropyl)trimethoxy-silane (GOPS) was used as an adhesive. The sensor mechanism involves TiO2 reacting with UVR to create electron/hole pairs, which—in presence of moisture—results in the formation of H2O2. The H2O2 oxidizes the redox microgel from Fe2+ to Fe3+, which induces polymer shrinkage. The shrunk polymer compacts the CNC/CNT conductive layer reducing its conductivity. The change in conductivity of the sensor was quantified by cyclic voltammetry to determine the effect of UVR and H2O2 on the sensor. Both the CNC/CNT control sensor cathodic and anodic capacitance displayed greater reactivity than the UV sensor cathodic and anodic capacitance in response to increasing H2O2 concentrations. The time studies provided inconsistent results which emphasize the need for more tests to be performed and stricter laboratory conditions applied. The oxidation of the redox microgel produced a successful colorimetric change which was used for verification of the electrochromic detection mechanism. The sensor was found to need optimization to enable better sensitivity to ensure its viability in application, however, the confirmation of the electrochromic color detection mechanism indicates the sensors current ability to provide naked eye detection of UVR exposure. Faculty Mentor: Samuel Mugo Department: Chemistry
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».