undefined

Portable multiplexed ion-selective sensor for long-term and continuous irrigation water quality monitoring

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Abdollahzadeh, Mojtaba; Zhu, Yujie; Bayatsarmadi, Bita; Vepsäläinen, Mikko; Razmjou, Amir; Murugappan, Krishnan; Rodopoulos, Theo; Asadnia, Mohsen

Tiivistelmä

In agricultural contexts, the demand for continuous and precise measurement of multiple ions is crucial. While arrays of solid-contact ion-selective electrodes (SCEs) have been developed previously, there has been limited emphasis on their continuous and long-term monitoring of ions. Addressing this gap, our work introduces an innovative sensor array utilizing Ni-HAB MOF as an ion-to-electron transducer, enabling real-time detection of nitrate, potassium, and pH levels. The sensors exhibit exceptional stability, eliminating the need for frequent recalibration. For instance, the K+-selective sensor displays an unprecedentedly low potential drift of 0.05 µV/h, surpassing existing solid-contact sensors by two orders of magnitude. Similarly, the pH sensor demonstrates a drift of 0.3 µV/h, outperforming competitors by a factor of 100. The NO3--selective sensor shows minimal drift at 0.5 µV/h, surpassing comparable sensors by a factor of ten. Additionally, the K+-selective sensor features a sensitivity of 57.8 mV/dec and a LOD of 1.9 µM, while the NO3--selective sensor offers a sensitivity of 56.8 mV/dec and a LOD of 6.23 µM. Integrated into a portable array with wireless data transmission, this system enables real-time water quality monitoring in remote areas. Rigorous testing of the developed sensor array in a tailored complex agricultural solution confirms its selective response to target ions even in the presence of interfering ions. Importantly, pH fluctuations do not compromise the precision of the K+ and NO3-- selective sensors, highlighting the system's robustness in real-world agricultural settings.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

227

Artikkelinumero

109455

Julkaisu­foorumi

53968

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.compag.2024.109455

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä