Size and concentration characterization of microplastic particles in aqueous samples using sensitivity-enhanced coupled planar microwave resonators
Notice bibliographique
Résumé
This study presents a novel microwave sensing platform for real-time monitoring of microplastic (MP) particle size and concentration in liquid media, with enhanced sensitivity achieved through the integration of an interdigital capacitor with the traditional split-ring resonator structure. A disposable sample holder (< $1) allows multiplex testing without cross-contamination. The sensing principle relies on electromagnetic interactions between suspended MP particles in liquid media and the microwave resonator, which is coupled with a planar microwave reader. Initially, MP particles are homogeneously distributed, but as they settle over time, they result in a dynamic shift in the resonance frequency that depends on MP size. The resonance frequency shift plateaus once all particles have settled, providing a measure of MP concentration. The sensor was designed and optimized using HFSS simulations and tested at three temperatures (10-30°C) in four host media (DI water, tap water, NaCl and urea solutions). Its performance was evaluated by detecting MPs of varied sizes (20, 70, and 275 µm) at concentrations of 100k, 1,000k, and 10,000k particles/L. The average detection slopes across the tested concentrations were 8.64 kHz for 20 µm, 38.52 kHz for 70 µm, and 110.78 kHz for 275 µm. This novel sensor demonstrates strong potential for on-site MP size and concentration monitoring, offering a cost-effective solution for environmental 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) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».