PFI-RP: Portable integrated photonic micro-gas chromatography system for rapid gas analysis

PFI-RP:用于快速气体分析的便携式集成光子微气相色谱系统

基本信息

  • 批准号:
    2213975
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Research The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Research Partnerships (PFI-RP) project lies in the development of the next-generation portable and wearable gas analysis device that will play an important role in healthcare, industrial and workplace safety, and defense and national security. Real-world gas samples typically contain tens to hundreds of volatile organic compounds. Majority of gas sensors either lack the detection specificity or only respond to specific gases, which makes it challenging to detect specific gases from a complex background. Although advancement in portable gas chromatography in the past 20 years demonstrates great potential in the development of powerful portable and wearable gas analysis devices, it remains a grand challenge to achieve efficient separation and rapid detection for effective gas analysis in a compact, highly integrated, and cost-effective platform. The proposed technology provides unprecedented gas analysis speed, separation capability, sensitivity, ultra-compact size, and system scalability. Upon successful commercialization, the technology is envisioned to transform a powerful instrument in research labs to miniaturized sensors easily accepted and accessible by the general public with broad applications in healthcare, environment, industry, and national defense and security. The proposed project is to develop a compact and portable on-chip GC system with photonic integrated circuit (PIC) for rapid and comprehensive volatile organic compounds gas analysis. The GC-PIC system combines on-chip nanophotonic sensor arrays and efficient vapor separation occurring in high-aspect ratio microfabricated Si GC columns. A reconstructive metasurface spectrometer is integrated for on-chip optical detection. The project addresses critical challenges in synergistic integration of different material/device technologies to minimize the system footprint, increase performance reliability and repeatability, and transition the technology from the lab to commercialization. The intellectual merit of the proposed work lies in overcoming various technical challenges at the interface of optics, materials, microfabrication, sensing, manufacturing, signal processing, and scaling and to demonstrate a GC-PIC prototype.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新合作伙伴关系 – 研究的更广泛影响/商业潜力 该创新合作伙伴关系 – 研究合作伙伴关系 (PFI-RP) 项目的更广泛影响/商业潜力在于开发下一代便携式和可穿戴气体分析设备,该设备将在医疗保健、工业和工作场所安全以及国防和国家安全中发挥着重要作用现实世界的气体样本通常含有数十到数百种挥发性有机化合物,大多数气体传感器要么缺乏检测特异性,要么只对特定气体做出反应。使得检测变得困难尽管过去 20 年便携式气相色谱技术的进步显示出开发强大的便携式和可穿戴气体分析设备的巨大潜力,但实现高效分离和快速检测以实现有效气体分析仍然是一个巨大的挑战。所提出的技术提供了前所未有的气体分析速度、分离能力、灵敏度、超紧凑的尺寸和系统可扩展性,一旦成功商业化,该技术有望转变为强大的研究仪器。实验室小型化传感器易于被公众接受,在医疗保健、环境、工业、国防和安全领域有着广泛的应用。拟议的项目是开发一种紧凑、便携式片上GC系统,具有光子集成电路(PIC),可快速实现。 GC-PIC 系统结合了片上纳米光子传感器阵列和高深宽比微加工 Si 气相色谱柱中的高效蒸汽分离。该项目解决了不同材料/设备技术协同集成的关键挑战,以最大限度地减少系统占用空间,提高性能可靠性和可重复性,并将技术从实验室过渡到商业化。克服光学、材料、微加工、传感、制造、信号处理和缩放接口方面的各种技术挑战,并展示GC-PIC原型。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过评估被认为值得支持利用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Yuze (Alice) Sun其他文献

Yuze (Alice) Sun的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Yuze (Alice) Sun', 18)}}的其他基金

CAREER: Optofluidic Lasers at the Liquid-Liquid Interface: A Versatile Biosensing Platform
职业:液-液界面的光流控激光器:多功能生物传感平台
  • 批准号:
    1554013
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Optical Cavity Enhanced Nanoscale Gas Chromatography
光腔增强纳米气相色谱
  • 批准号:
    1407947
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

点蜂缘蝽效应子RP29负调控光合作用影响大豆籽粒发育的机制解析
  • 批准号:
    32372531
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
RP1调控大豆开花后期的分子机制解析
  • 批准号:
    32372112
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
点蜂缘蝽唾液效应子Rp614抑制大豆免疫反应的分子机制解析
  • 批准号:
    32372633
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LncRNA RP11-346C20.3通过USP12/ZFP36/MET轴抑制子宫内膜癌发生发展的作用及机制研究
  • 批准号:
    82303134
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
应用USH2A基因敲除食蟹猴研究光感受器基质在RP/USH II疾病发生发展中的作用及机制
  • 批准号:
    32370878
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

PFI-RP: Crop Seed Shaped Pellets for Planting Multi-Species Conservation Habitats with Standard Planting Equipment
PFI-RP:作物种子形状颗粒,用于使用标准种植设备种植多物种保护栖息地
  • 批准号:
    2345771
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
pre-insolvencyを含む「法的企業再建スキーム」の構築に向けて-英・RP手続を範として
以英国 RP 程序为模型,建立包括破产前在内的“合法企业重组计划”
  • 批准号:
    24K04656
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
PFI-RP: Preventing Intimate Partner Violence Using Digital Technology: A Transdisciplinary Approach
PFI-RP:利用数字技术预防亲密伴侣暴力:跨学科方法
  • 批准号:
    2329797
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFI-RP: Resilient and Energy-Efficient Memory Chips for Enhanced Mobile AI and Personalized Machine Learning
PFI-RP:用于增强移动人工智能和个性化机器学习的弹性和节能内存芯片
  • 批准号:
    2345655
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-RP: Novel Sensors for Efficient and Scalable Production of Indoor Crops
PFI-RP:用于高效、可规模化生产室内作物的新型传感器
  • 批准号:
    2329885
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了