Fully Integrated, Simple, and Low-Cost Electrochemical Sensor Array for in Situ Water Quality Monitoring
Notice bibliographique
Résumé
Rapid, accurate and inexpensive monitoring of water quality parameters is indispensable for continued water safety, especially in resource-limited areas. Most conventional sensing systems either can only monitor one parameter at a time or lack user-friendly on-site monitoring capabilities. A fully integrated electrochemical sensor array is an excellent solution to this barrier. Electrochemical sensing methods involve transduction of water quality parameters where chemical interactions are converted to electrical signals. The challenge remains in designing low-cost, easy-to-use, and highly sensitive sensor array that can continuously monitor major water quality parameters such as pH, free chlorine, temperature along with emerging pharmaceutical contaminants, and heavy metal without the use of expensive laboratory-based techniques and trained personnel. Here, we overcame this challenge through realizing a fully integrated electrochemical sensing system that offers simultaneous monitoring of pH (57.5 mV/pH), free chlorine (186 nA/ppm), and temperature (16.9 mV/°C) and on-demand monitoring of acetaminophen and 17β-estradiol (<10 nM) and heavy metal (<10 ppb), bridging the technological gap between signal transduction, processing, wireless transmission, and smartphone interfacing. This was achieved by merging nanomaterials and carbon nanotube-based sensors fabricated on microscopic glass slides controlled by a custom-designed readout circuit, a potentiostat, and an Android app. The sensing system can be easily modified and programmed to integrate other sensors, a capability that can be exploited to monitor a range of water quality parameters. We demonstrate the integrated system for monitoring tap, swimming pool, and lake water. This system opens the possibility for a wide range of low-cost and ubiquitous environmental monitoring applications.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».