EN: The efficient use of water and other resources as well as the development of an automated monitoring system are key issues in agriculture. The project – Ultrasensitive gas sensor array for greenhouse environment assessment (GreHSEN) – developed a monitoring sensor array which can specifically evaluate the level of dangerous gases produced inside of greenhouses (CO2, NH3). The demonstration model is an experimental model consisting in an integrated gas sensors array and an appropriate data acquisition system. The integrated gas sensors array is based on functionalized graphenes, which allows amplification of detected electrical signals. The detection mechanism is based on the variation of resistivity/conductivity and interfacial properties of the active semiconductor layer (in our case the semiconductive polymer-modified graphene layer) when exposed to different gases. The typical sensing mechanism is as follows: first, the target analyte comes into contact with the sensing layer; the analyte affects the semiconductor layer with various molecular interactions, changing the distribution of the charge carrier density; this change in the charge carrier density results in a change in the resistivity of the sensors. We synthesized by electropolymerization and magnetron sputtering thin layers of graphene –polyaniline and graphene-polypyrrole and tested them to CO2 and NH3. The sensor array showed a good response to the gases and fast recovery. The most important result obtained during the implementation of the project was the integration of the sensor array with the data acquisition system, that can actively monitor and transmit data in real-time. We disseminated our results in 7 articles published in ISI journals, 2 ISI articles pending evaluation, and 12 participations to international conference.
RO: Utilizarea eficientă a apei și a altor resurse, precum și dezvoltarea unui sistem automat de monitorizare a aerului sunt probleme cheie în agricultură. Proiectul – Arie de senzori ultrasensibili pentru monitorizarea calitatii aerului din sere (GreHSEN) – a dezvoltat o arie de senzori de gaze pentru monitorizarea nivelului gazelor periculoase produse în interiorul serelor (CO2, NH3). Modelul demonstrativ este un model experimental constând într-o matrice integrată de senzori de gaz și un sistem adecvat de achiziție de date. Matricea integrată de senzori de gaz se bazează pe grafene funcționalizațe, care permit amplificarea semnalelor electrice detectate. Mecanismul de detectare se bazează pe variația rezistivității/conductivității și a proprietăților de interfață ale stratului semiconductor activ (în cazul nostru, stratul de grafena functionalizata cu polimeri semiconductori) atunci când este expus la diferite gaze. Mecanismul de detectare tipic este următorul: mai întâi, analitul țintă intră în contact cu stratul sensibil; analitul afectează stratul semiconductor prin diverse interacțiuni moleculare, modificând distribuția densității purtătorului de sarcină; această modificare a densității purtătorului de sarcină are ca rezultat o modificare a rezistivității senzorilor. In cadrul proiectului s-au sintetizat prin electropolimerizare și prin magnetron sputtering straturi subțiri de grafena-polianilină și grafena-polipirol. Aceste straturi au fost testate la CO2 și NH3. Aria de senzori a indicat un răspuns bun la aceste gaze și o recuperare rapidă in urma regenerarii stratului sensibil. Cel mai important rezultat obținut în timpul implementării proiectului a fost integrarea matricei de senzori cu sistemul de achiziție de date, care poate monitoriza și transmite datele în timp real. Rezultatele au fost diseminate in cadrul a 7 articole publicate în reviste ISI, 2 articole ISI in evaluare și 12 participări la conferințe internaționale.