Capteurs chimiques pour l’environnement à base d’oxydes poreux / Environmental chemical sensors based on porous oxides
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Les capteurs chimiques à base d’oxydes poreux développés au LEDNA sont colorimétriques, les réactions de coloration sélectionnées permettant une forte sélectivité.  Les capteurs sont conçus pour chaque couple molécule-sonde/polluant-cible, en tenant compte des propriétés du milieu réactionnel constitué par les pores d’une matrice nanoporeuse. La taille des pores est ainsi ajustée à celle du polluant-cible et les propriétés chimiques de la matrice nanoporeuse (polarité de surface, pH intrapore...) sont ajustées pour optimiser la réactivité entre molécule-sonde et polluant-cible.

Les capteurs de formaldéhyde (polluant omniprésent dans l’air intérieur des habitations) et de trichloramine (polluant émis dans les piscines couvertes) sont basés sur ce type de réactions colorimétriques. La 3,5-diacétyl-1,4-dihydrolutidine issue de la réaction entre le formaldéhyde (CH2O) et le Fluoral-P présente une coloration jaune et l’intensité de son absorbance mesurée à 420 nm en fonction du temps d’exposition est proportionnelle à la concentration de CH2O dans l’air. La trichloramine, NCl3, réagit avec les ions iodures piégés dans l’amylose et conduit à la formation du complexe rose-violet, Amylose/3I3-. La mesure de son absorbance à 545 nm en fonction du temps permet la détermination de sa teneur dans l’air.

Ces deux capteurs ont fait l’objet d’un transfert technologique à la start-up ETHERA, et sont aujourd'hui commercialisés sous les appellations "Profil’Air" et "Triclor’Air".

Références :

J. Vignau-Laulhere, P. Mocho, H. Plaisance, K. Raulin, T-H. Tran-Thi and V. Desauziers, Formaldehyde passive sampler using an optical chemical sensor: How to limit the humidity interference, Anal Bioanal Chem (2017) 409:6245–6252.

T-H Tran-Thi ; G. Le Chevallier, C. Rivron, L. Mugherli, S. Margeridon-Thermet, F. Abedini, R. François, F. Hammel, Un matériau unique pour détecter le formaldéhyde et trouver ses sources d’émission, Photoniques, Vol.83, 28-33, Sept-Oct 2016.

T-H. Nguyen, J. Garcia, L. Mugherli, E. Chevallier, Cl. Beaubestre, J-L. Derreumaux, L. Derreumaux et T-H. Tran-Thi, Capteurs colorimétriques pour des mesures rapides de NCl3 dans l’air et de NH2Cl dans l’eau, Cahiers de l’ASEES, 20 (2015) 5-12.

T.-H. Nguyen, E. Chevallier, J. Garcia, T.-D. Nguyen, A.-M. Laurent, Cl. Beaubestre, P. Karpe, T.-H. Tran-Thi, Innovative Colorimetric Sensors for the Detection of Nitrogen Trichloride at ppb Level, Sensors & Actuators B, 187 (2013) 622– 629.

 

Environmental chemical sensors based on porous oxides

Colorimetric chemical sensors based on porous oxide are developed by LEDNA, the coloring reactions being selected to reach a high selectivity. The sensors are designed for each molecule-probe / pollutant-target pair, taking into account the properties of the reaction medium within the pores of the nanoporous matrix. The size of the pores can be adjusted to that of the target pollutant, and the chemical properties of the nanoporous matrix (surface polarity, intrapore pH, etc...) are adjusted to optimize the reactivity.

The sensors of formaldehyde (ubiquitous pollutant in the indoor air of homes) and trichloramine (pollutant emitted in indoor pools) are based on this type of colorimetric reactions. The 3,5-diacetyl-1,4-dihydrolutidine resulting from the reaction between formaldehyde (CH2O) and Fluoral-P has a yellow coloring and the intensity of its absorbance measured at 420 nm as a function of the exposure time is proportional to the concentration of CH2O in the air. Trichloramine, NCl3, reacts with the iodide ions trapped in amylose and leads to the formation of the pink-violet complex, Amylose / 3I3-. The measurement of its absorbance at 545 nm as a function of time makes it possible to measure its concentration in air.

These two sensors were the subject of a technology transfer to the ETHERA start-up, and are today marketed under the names "Profil'Air" and "Triclor'Air".

See references above.

 
#2884 - Màj : 01/08/2018

 

 

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