About / Advertise
Ett sensorchip som detekterar flera olika gaser är vad Insplorion vill utveckla. Redan nästa år ska en första prototyp som mäter två gaser finnas framme. I somras fick företaget dessutom beviljat EU-stöd för att utvärdera vilka fyra gaser som är viktigast för att mäta luftkvalitet.
Skiktet gör skillnad
En glasplatta täckt med miljontals extremt små guldpartiklar är basen. Ytan täcks med ett skikt som skyddar partiklarna och samtidigt skräddarsyr enheten för en viss funktion. Skiktet kan optimeras för att känna av laddningen i en battericell, men också för att detektera olika gaser. Hittills har företaget utvecklat ett så kallat funktionellt skikt som enbart absorberar kvävedioxidmolekyler. Mängden NO2-molekyler som fastnar i skiktet är proportionell mot mängden som finns i luften – en jämvikt skapas. Guldpartiklarna, som är i nano-storlek, fungerar som optiska antenner som är i resonans med varandra. Guldpartiklarna känner av kemiska eller strukturella förändringar i sin omgivning. Resonansfrekvensen påverkas av omgivande molekyler. Ett visst ljus absorberas när energin i ljuset matchar energin hos partiklarnas resonansfrekvens. Genom att mäta färgen på chipet går det att avgöra vad som händer nära guldpartiklarna. |
Innan årets slut kommer Insplorion i Göteborg att lansera en sensor som mäter kvävedioxid. Nästa steg är att utveckla en så kallad multigassensor. Genom att lägga olika skyddslager på olika delar av chipet kan det anpassas att detektera olika gaser (se ruta).
WHO har utarbetat ett mått för att jämföra olika stadsmiljöer i världen, kallat luftkvalitetsindex. Fyra gaser – kvävedioxid, kolmonoxid, ozon och svaveldioxid – mäts och viktas utifrån hur farliga de är för hälsan. Det viktade måttet är luftkvalitetsindex.
Samtidigt flyttas hela tiden gränserna för vad som är farligt. Nya utvärderingar görs.
– Det är vi lyhörda för så idag vet vi inte säkert vilka de andra tre gaserna är som vi ska gå efter framöver, säger Patrik Dahlqvist, vd på Insplorion.
Just det ska företaget ta reda på med de 50 000 euro som EU nyligen beviljat inom sitt småföretagsprogram, SME fas1. Därefter hoppas företaget på en betydligt större EU-finansiering, inom fas2.
– Tills nästa år ska vi ha lärt oss så mycket att vi åtminstone kan mäta två gaser med vår sensor. Exakt vilken den andra blir vill vi inte kommentera, säger Olof Andersson, projektledare för luftkvalitetsensorn på Insplorion.
Dagens sensorprototyp av 2 × 2 mm, men bara en liten del är aktiv. Storleken är mest till för att prototypen ska vara enkel att hantera med pincett.
– Det är den lilla rund fläcken på chipet som vi belyser och mäter på. Den behöver inte vara mer än 0,5 mm i diameter. Då går det att få rum med flera sensorer på ett chip genom att ha olika funktionella skikt på olika delar av chipet.
Att lägga på flera skikt är inget problem. Det kräver bara ytterligare ett deponeringssteg i halvledarprocessen.
Utmaningen är att ta fram fungerande skyddsmaterial med rätt tjocklek. Likaså måste elektroniken modifieras. Den måste bland annat inkludera lika många fotodioder som sensorområden.
– I elektroniken måste vi kunna separera ljuset som kommer från de olika delarna på chipet så att ljuset från ett visst område når en viss detektor. Det är inte svårt, men det kräver en lite annorlunda konfiguration på elektroniken, förklarar Olof Andersson.
