Quando il diluente per vernici, l'inchiostro e gli adesivi si asciugano, possono rilasciare composti organici volatili (VOC), che possono avere un impatto negativo sulla salute. Tipicamente, uno di questi COV è lo xilene, che esiste come tre isomeri con gli stessi elementi ma disposizioni leggermente diverse. Poiché gli isomeri sono così simili, è difficile monitorarli separatamente. Ora, i ricercatori riferiscono in Sensori ACS hanno sviluppato un naso elettrico ("e-nose") con film porosi metal-organic framework (MOF) in grado di distinguere accuratamente le miscele di isomeri di xilene.

Lo xilene, a volte chiamato xilolo, è dannoso se grandi quantità vengono inalate o assorbite attraverso la pelle. Ogni isomero, o -xilene, m -xilene e p -xilene, interagisce in modo diverso nell'uomo e in altri mammiferi, quindi è importante monitorare l'ambiente per ciascun isomero e non solo la loro presenza cumulativa. In precedenza, i ricercatori hanno utilizzato l'analisi gascromatografica per identificare le tre forme di xilene. Ma questa procedura richiede strumenti di grandi dimensioni che sono costosi e le analisi richiedono molto tempo. Quindi, Lars Heinke e colleghi volevano vedere se i film MOF potessero essere incorporati in sensori semplici e più veloci per rilevare e misurare la presenza di ciascun isomero separatamente nell'aria.

I ricercatori hanno preparato sei diversi film MOF porosi noti per adsorbire gli isomeri dello xilene e li hanno applicati a sensori gravimetrici in una matrice chiamata "e-nose". Negli esperimenti iniziali, il team ha dimostrato che i film MOF avevano sensibilità diverse a o -xilene, m -xilene e p -xilene. Quindi, hanno testato la capacità dell'e-nose di distinguere gli isomeri dello xilene all'interno di miscele a concentrazioni di 10 ppm e 100 ppm, che è il limite di esposizione dell'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro degli Stati Uniti. Analizzando i dati dell'array di sensori con un algoritmo di apprendimento automatico, il team ha potuto determinare la composizione delle miscele con una precisione dell'86% per la miscela da 10 ppm e una precisione del 96% per la miscela da 100 ppm. I ricercatori affermano che l'e-nose basato su MOF è un semplice dispositivo per discriminare le tre forme di xilene nel monitoraggio ambientale e nei test diagnostici sanitari. + Esplora ulteriormente

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