SI23582A - Sistem senzorjev za vonjave delujoč na osnovi impedance stičišč nanožic z različnimi kovinami - Google Patents

Abstract

Sistem senzorjev za vonjave temelji na meritvah upora stičišč nanožic (6) z različnimi kovinami. Besedilo opisuje izum večelementnega senzorja, imenovanega elektronski nos (e-nose), ki temelji na zaznavanju analitov (1) v stičiščih nanožic in kovin. Impedanca kontakta med nanožico (6) in kovinsko elektrodo (4) se spremeni ob adsorbiranju različnih molekul na področju kontakta med kovinsko elektrodo (4) in nanožico (6). Sprememba impedance je pri vsakem elementu drugačna zaradi uporabe različnih kovinskih elektrod (9-12). To dejstvo ustvarja temelj za večelementni senzor, pri katerem so posamezni elementi narejeni iz različnih materialov in se zato tudi različno odzivajo. Sposobnost prepoznavanja pridobimo z analiziranjem - ob uporabi primerne programske opreme - odziva celotnega sistema in njegovo primerjavo z referenčnimi odzivi na različne analite (1).

Description

Sistem senzorjev za vonjave delujoč na osnovi meritev impedance stičišč nanožic z različnimi kovinami

Predmet tega izuma je selektiven sistem senzorjev vonjav, imenovan elektronski nos, ki deluje tako, da zazna spremembe impedance v stičiščih nanožic in kovin. Različni elementi sistema so narejeni iz različnih kovin, tako imajo nanožice na vsakem elementu kontakt z drugo kovino. Ko v stičiščih nanožic in kovin pride do kapilarne kondenzacije analitov, se impedanca stičišč spremeni. Adsorpcijske lastnosti različnih analitov so različne na različnih kovinskih površinah, zaradi česar se vsak element drugače odziva na določen analit. To ustvarja podlago za večelementni senzorski sistem, narejen iz različnih kontaktnih materialov, od katerih se vsak drugače odziva na določen analit. Sposobnost prepoznavanja dobimo z analiziranjem - ob uporabi primerne programske opreme - odziva celotnega sistema in njegovo primerjavo z referenčnimi odzivi za posamezne analite.

Ozadje izuma

Sedanji najsodobnejši kemični senzorji uporabljajo detektorje površinskih akustičnih valov (SAW), detektorje iz polimernih nanokompozitov, naprave s kremenčevo mikrotehtnico, naprave za zaznavanje kovinskih oksidov (MOS) ter okrašene ali funkcionalizirane nanožice oziroma nanocevke. Večje naprave za določitev molekularne mase analita uporabljajo masno spektroskopijo. Za razpoznavo detekcijo je nujna uporaba sistema senzorjev, kot jih imamo v primeru senzorjev iz polimernih nanokompozitov. Senzorji iz polimernih nanokompozitov temeljijo na difuziji molekul analita v velik polimer, kar spremeni upor posameznega elementa, ob tem pa se kot prevodno polnilo običajno uporablja ogljikov prah, da z njim povečamo prevodnost senzorja.

Eden od možnih pristopov k izboljšanju občutljivosti zaznave je uporaba nanožic ali nanocevk v funkciji senzorskih elementov. Visoka razmerja med površino in prostornino, značilna za te nanostrukture omogočijo, da se njihove električne

-2lastnosti spreminjajo ob prisotnosti molekul, ki so adsorbirane na njihovih površinah in ob kontaktih med nanožicami. Dejanski senzorski mehanizmi pa so lahko zelo različni. Penner in sodelavci (E. C. VValter, F. Faview in R. M. Penner, Anal. Chem. vol. 74, str. 1546 (2002); F. Favier, E. C. VValter, M. P. Zach, T. Benter in R. M. Penner, Science vol. 293, str. 2227 (2001)) so izdelali vodikov senzor, ki uporablja Pd nanožice nameščene na površini tankega polimernega filma. Vsaka nanožica je vzdolž svoje površine vsebovala veliko prelomnih stičišč. Reža med njimi se je spremenila, ko je bil vodikov plin adsorbiran v Pd kristalno mrežo, upor teh nanožic pa je bil izrazito odvisen od koncentracije plina. V drugih eksperimentih so Cui in sodelavci modificirali površine polprevodnih nanožic in jih uporabili kot visoko občutljive senzorje za zaznavanje vrednosti pH in bioloških vrst v realnem času (Y. Cui, Q. VVei, H. Park in C. M. Lieber, Science vol. 293, str. 1289 (2001)). Ta mehanizem je bil opisan v luči spremembe površinskega naboja, ki sta jo povzročila protonacija in deprotonacija. Nedavno pa so Law in sodelavci izdelali fotokemijski NO₂ senzor delujoč pri sobni temperaturi in temelječ na enojni nanožici ali enojnem nanotraku enokristalnih oksidov (M. Law, H. King, F. Kirn, B. Messer in P. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. vol. 41, str. 2405 (2002)), kjer dušikov dioksid deluje kot adsorbirana snov, ki na površinah SnO₂ lovi elektrone in ga lahko nadziramo z merjenjem električne prevodnosti materiala.

Da bi dosegli senzorsko prepoznavanje plinov in hlapov, je treba izdelati sistem različnih senzorjev, ki se različno odzivajo na različne analite, zato je pomembno odkrivati nove vrste senzorskih materialov. Li in sodelavci so pokazali, da kemisorbirane molekule lahko zaznamo tudi kot spremembe v prevodnosti zlatih nanožic (C. Z. Li et al., Appl. Phys. Lett. vol. 76, str. 1333 (2000)). Zgodnje raziskave ogljikovih nanocevk z enojno steno (SVVCNTs) (J. Kong, et al., Science vol. 87, str. 622 (2000), P. G. Collins et al., Science, vol. 287, str. 1801, (2000), Bekyanova et al., J. Phys. Chem. B 108, 19717 (2004), T. Someya et al., Nano Lett. 3, 877, (2003), J. Li et al., Nano Lett. vol. 3, str. 929 (2003), S. Snow, F. K. Perkins, E. H. Houser, Science, vol. 307, str. 1942 (2005)) so pokazale na spremembe v prevodnosti, ki nastanejo kot odziv na prisotnost molekul, adsorbiranih na površini ogljikovih nanocevk z enojno steno. Uporabljene so bile različne sheme zaznavanja, na primer zaznavanje upora ali konfiguracije tranzistorjev z učinkom polja (W. U. Wang et al.,

-3PNAS vol. 102, str, 3208 (2005), A. Star et al., Nano Letters vol. 3, str. 459 (2003), ibid., Nano letters vol. 3, str. 1421 (2003) 3, M. Law, H. King, F. Kirn, B. Messer in P. Yang, Angew, Chem. Int.Ed. vol. 41, str. 2405 (2002)). Snow in Perkins (E. S. Snow in F. K. Perkins, Nano Letters, vol. 5, str. 2414 (2005), Mark C. Lonergan et al., Chem Mater, 8, 2298 (1996), Frederic Favier et. al., Science, vol. 293, str. 2227 (2001), Xingjiu Huang et.al., Nanotechnology vol. 15, str. 1284 (2004), Y. S. Kim et.al., Sensors and Actuators B vol. 108, str. 285 (2005)) sta združila meritve prevodnosti in kapacitivnosti in s tem ugotovila posebne lastnosti adsorbiranih molekul. Nedavno so bile opisane podrobnejše meritve senzorja hlapov, opravljene na nanožičnih filmih iz spojine Li₂Mo₆Se6 (X. Oi in F. E. Osterloh, J. Am. Chem. Soc. vol. 127, str. 7666 (2005), X. Oi et al., Annal. Chem. vol. 78, str. 1306 (2006)). Ugotovljeno je bilo, da se je upor povečal ob izpostavljenosti različnim analitom, na primer heksanu, THF, etanolu in DMSO. Povečan upor naj bi bil posledica spremembe v kontaktih med posameznimi svežnji, ki jo povzroči kondenzacija molekul analitov med nanožičnimi svežnji, saj ta zmanjšuje preskakovanje (tuneliranje) med posameznimi svežnji. Žal je spojina Li₂ Mo₆ Se₆ občutljiva na kisik, kar omejuje njeno uporabnost pri izdelavi senzorjev.

Alternativni material, ki ima želene lastnosti, je Mo6Sg._xlx (MoSI) (D. Vrbanič et al., Nanotechnology vol. 15, str. 635 (2004)). Njegove elektronske lastnosti so podobne lastnostim spojine Li₂Mo₆Se₆, a je tudi stabilen na zraku do 200 °C in kemijsko inerten. Ta material je prevoden (B. Berčič et al., Applied Phys. Lett. vol. 88, str.

173103 (2006)), in je lahko narejen v obliki svežnjev različnih premerov, ki jih ustvarimo s spreminjanjem disperzije (Mihailovič, Prog. Mat. Sci. vol. 54, str. 309, (2009)) in pogojev rasti (Dvorsek et al., J. Appl Phys., vol. 102, str. 114308 (2007)).

Dokazano je, da je primeren za uporabo v dvokontaktnem senzorju upora zasnovanem v obliki mreže (B. Berčič et al., Applied Phys. Lett. 88, 173103 (2006), M. Devetak et al., Chem. Mater. vol. 20, str. 1773-177 (2008)).

Pomanjkljivosti sedanjih senzorjev so relativno omejena selektivnost, dolg odzivni čas, na katerega vpliva difuzija analita, težave z obnovljivostjo rezultatov in majhen operativni razpon z ozirom na koncentracijo, nasičenostjo, neprimernostjo za masovno proizvodnjo ter občutljivostjo na zrak. Nova iznajdba rešuje navedene

-4težave z oblikovanjem senzorskega sistema z več elementi, ki nudi rekognitivni odziv, konstrukcijo, ki omogoča razširitev, enostavnost izdelave, majhno porabo energije, ter visoko in specifično odzivnost na mnoge različne analite.

Opis izuma

Opis izuma dopolnjujejo slike, ki predstavljajo naslednje:

Slika 1. Shematičen prikaz posameznega senzorskega elementa, sestavljenega iz nanožice 6, ki premošča režo 8 med elektrodama 4.

Slika 2. Shematičen prikaz posameznega elementa senzorskega vezja, sestavljenega iz elektrod 4 in nanožic 6, ki premoščajo režo 8 med elektrodama 4.

Slika 3. Shematičen prikaz večelementnega senzorja.

Slika 4. Normalizirani odziv, tj., spremenjen upor posameznega senzorja na različne analite 1 pri različnih koncentracijah, merjenih v ppm.

Slika 5. Odziv štirih elementov senzorja z elektrodami Ni 9, Pd 10, Pt 11 in Ti 12, ki jih, v vseh primerih, premoščajo nanožice 6, na aceton, 2-butanol, metanol in vodo.

Problem prepoznavanja različnih analitov 1, ki se nahajajo posamično ali sočasno v parni fazi, je rešen s pomočjo večelementnega senzorskega niza, v katerem se vsak element različno odziva na vsakega od prisotnih analitov 1 in kjer je analit 1 prepoznan z merjenjem in analizo odziva celotnega senzorskega niza. V tem nizu vsako senzorsko vezje sestoji iz kompleta interdigitalnih elektrod 4, ki jih ločuje majhna reža 8. Nanožice 6 so nameščene nad elektrodami 4, tako da tvorijo električni kontakt. Pri vsakem elementu področje kontakta med nanožico 6 in kovinsko elektrodo 4, ki se pojavlja kot linija kontaktnih točk - opredeljeno kot področje kapilarne kondenzacije 5, ki se odslej imenuje PKK 5 in je predstavljeno v Sliki 1 - ob prisotnosti molekul analita 1 spremeni impedanco vezja.

-5Nanožica 6 je lahko sveženj Mo₆S9-xl_x, pri katerem je 3 < x < 6, ali kakšen drug anorganski ali organski sveženj nanožic, sveženj nanocevk, ali polimerni sveženj ali vrvica. Nanožice 6 so lahko izdelane iz tanjših polimerov ali molekularnih žic v neurejeni obliki; lahko so tudi kristalinične, vse pa so odslej označene kot nanožice 6.

Elektrode so narejene iz različnih prevodnih materialov. Vsak element je sestavljen iz dvokontaktnih elektrod 4, ki ju povezuje nanožica 6. Materiali za elektrode 4 so lahko kovine, na primer Ti, Pd, Ni, Au, Mo, Ag, Pt ali drugi prevodni materiali, na primer oksid indija in kositra InSnO (ITO), materiali na osnovi ogljika, prevodni polimeri, sintetične kovine, prevodni kompoziti, dopirani polprevodniki in organski materiali ter drugi prevodni materiali, na primer ogljikov prah, nanešeni s postopki brizgalnega tiskanja, sitotiska, izparevanja, pršenja, galvanizacije ali z drugimi postopki. Občutljivost vsakega elementa na različne analite 1 je drugačna in tako omogoča selektivno prepoznavanje analitov 1. Kontaktna voda 2 sta prevlečena s kontaktno pasto 3, da imata lahko dober električen kontakt z elektrodama 4. Elektrodi 4 sta nanešeni na substrat 7, na primer na oksidiran silicijev substrat, pa tudi na plastično, stekleno ali aluminijasto podlago.

Število molekul analita 1 v PKK 5 vsakega elementa je vezano na ambientalni parni tlak analital. Sprememba impedance vsakega elementa je vezana na število mulekul analita 1 v PKK 5. Impedanca je torej direktno vezana na parni tlak analitov 1.

Sposobnosti zaznavanja posameznih senzorskih elementov so različne zaradi katerekoli od spodaj naštetih lastnosti oziroma zaradi katerekoli kombinacije naštetih lastnosti (čeprav ne zgolj zaradi teh): adsorpcijski in desorpcijski koeficienti (fizisorpcija ali kemisorpcija) za molekule analitov 1 na materialu elektrode 4 ali na nanožicah 6, različna hrapavost elektrod 4 ali nanožic 6, različne delovne funkcije elektrod 4 in/ali nanožic 6, različna površinska napetost analitov 1 na elektrodah 4 ali na nanožicah 6.

Tipični senzor uporablja 4 do 32 ali več elementov, od katerih je vsak narejen iz drugačne kombinacije kovine in nanožice.

-6Elektrodi 4 sta lahko naneseni na substrat 7 z galvanizacijo, pršenjem, izparevanjem, sitotiskom, brizgalnim tiskanjem v kombinaciji s fotolitografijo, lasersko litografijo, litografijo z elektronskim žarkom, itd. Da bi ustvarili različni kovinski elektrodi 4, ali spremenili njuni značilnosti, lahko obstoječima elektrodama z galvaniziranjem, z nanašanjem plasti atomov ali z drugo metodo dodamo vrhnji nanos.

Nanožice 6 so lahko posamično nanesene preko vsakega stičišča, ali pa je celotna površina prekrita z redko mrežo nanožic 6.

V alternativni izvedbi so različne kovine elektrod nanesene na silicijev substrat 7 z izparevanjem skozi masko, nanožice 6 pa so nanesene iz raztopine s kapljičnim nanašanjem ali rotacijskim nanašanjem.

Senzorski elektrodi 4 iz Slike 2 sta preko reže 8 lahko povezani z eno nanocevko ali z več nanocevkami, z nanožico ali nanožicami 6, s svežnjem ali z mrežo nanocevk ali nanožic 6, ter s svežnji nanocevk ali nanožic 6, ki z elektrodama ustvarijo redke električne kontakte. Kot material lahko uporabimo svežnje nanožic 6 z molekularno obliko MoSI, nanožice 6 in nanocevke različnih vrst, kadar so te prevodne ali polprevodne.

V alternativni izvedbi je material nanožic 6 ovit ob elektrodah 4, s čimer se ustvari mehanski nanos tankega filma nanožic 6, ki nad režo 8 povezuje elektrodi.

V drugi alternativni izvedbi so nanožice 6 ali nanocevke nanešene na področje reže 8, da povežejo elektrodi 4; nanos je izveden z uporabo dielektroforeze, ki pritegne nanožice ali nanocevke na področje kontaktov.

V naslednji izvedbi so nanožice 6 napršene na elektrodi 4 in čez režo 8 z uporabo zračnega čopiča ali s sistemom ultrazvočnega pršenja.

V drugačni izvedbi odziv vsakega senzorja v sistemu spremenimo z dodajanjem različnih molekularnih slojev v stičišča tuneliranja, na primer s prevlečenjem nanožic 6 s površinsko aktivno snovjo pred njihovim nanosom na kontakt. Na ta način lahko število različnih elementov bistveno naraste, s čimer se povečajo senzorske sposobnosti sistema senzorjev.

• ·

-7Lastnosti PKK 5 lahko spremenimo s prilagoditvijo hrapavosti elektrod, kar vpliva na občutljivost senzorja.

Senzor deluje kot večelementni niz upornikov. Sprememba upora vsakega elementa nastane kot odziv na prisotnost molekul analitov 1. Odziv vsakega od elementov 912 je različen, ker vsak element uporablja drugačno kovinsko elektrodo 4, ki je v stiku z nanožico 6. Različne kovine imajo različne adsorpcijske in desorpcijske značilnosti površine, kar pomeni, da se lahko različni analiti 1 različno akumulirajo v stičiščih nanožic in kovine. Različne kovine imajo tudi različne delovne funkcije, kar vodi v različne značilnosti transfera elektronov med nanožicami 6 in kovinskima elektrodama 4 skozi analit 1.

Pri ponovljenem delovanju je morda potrebno kemosenzor regenerirati z odstranitvijo analita 1. To lahko naredimo s segrevanjem sensorja v inertnem plinu, vakuumu ali v aktivnem plinu. Segrevanje je lahko izvedeno tako, da skozi senzor spustimo električni tok, neprekinjeni ali pulziranj, ali da v bližini naprave uporabimo upornik ali optično napravo, na primer laser ali bliskovno luč.

Specifične prednosti senzorja so:

1. Zaznavni odziv je ustvarjen z izbiro različnih materialov za elektrode 4 in/ali nanožice 6, kar omogoči veliko število možnih senzorskih elementov, od katerih se vsak odziva drugače.

2. Razpon odzivov je večji kot pri perkolacijskih senzorjih.

3. Enostavno prilagodljiva velikost konstrukcije, ki temelji na rabi različnih kovinskih elektrod 4.

4. Enostavna izdelava multisenzorskega sistema.

5. Posamični senzorji v sistemu so lahko zelo majhni.

6. Izjemno majhna disipacija energije.

• « • ·

-87. Regeneracijo lahko izvedemo s segrevanjem substrata 7 ali tako, da skozi napravo pošljemo močan tok, ki povzroči izparevanje molekul v predelu stičišča.

8. Odziv temelji na uporu, je enostavno evidentiran in analiziran z uporabo standardnih meritvenih tehnik.

9. Geometrija naprave je zelo prožna; kovinska elektroda 4 je lahko z različnimi tehnikami nanesena na različne substrate 7.

10. Nanos kovinskih elektrod 4 je zlahka prilagojen proizvodnji večjega obsega (vključno s sitotiskom paste, brizgalnim tiskanjem, izparevanjem, pršenjem in elektro-kemičnim nanašanjem).

Primer

Spodnji primer ponazarja iznajdbo, vendar iznajdba nikakor ni vezana le na ta primer.

Senzorski sistem prikazan na Sliki 3 je zgrajen iz niza štirih parov geometrično enakih interdigitalnih elektrod 4, nanesenih na oksidiran silicijev substrat 7, z režo 8 med elektrodama 4, ki meri 2 mikrometra. Sliki 2 prikazuje enojni element. Vsak elektrodni par 4 je narejen iz drugačne kovine, s pršenjem nanesen na substrat Si/Si oksid (7) in oblikovan z uporabo litografije z elektronskim žarkom.

Svežnji nanožic 6 (Mo₆S3l6) z različnimi premeri so naneseni čez vsak elektrodni par 4 z dielektroforezo na tak način, da ustvarijo kontakte z obema elektrodama 4, kot prikazuje Sliki 3. Senzorski niz je nameščen v primerno mikro celico, v katero so analiti 1 vnešeni z nosilnim plinom, dušikom. Sprememba upora, ki nastane zaradi prisotnosti analita 1, se meri s standardnim multimetrom z visoko impedanco. Sprememba upora je različna pri različnih analitih 1, kot je prikazano v primeru elektrode Au nanešene na kovino Ti, in sledi krivulji značilne občutljivosti, kot so jo predpostavili M. Devetak et al., (Chem. Mater. vol. 20, str. 1773-177 (2008)). Ta krivulja prikazuje odzivnost senzorja kot funkcijo koncentracije v ppm za primere različnih enalitov. Izpostavljenost senzorja štirih elementov narejenih iz Ni 9, Pd 10, Pt 11 in Ti 12 hlapom vode, metanola, 2-butanola in acetona pokaže povečan upor,

-9ki je odvisen od koncentracije hlapov analita 1 in ki je različen za vsako kombinacijo kovine analita in elektrode, kot to prikazuje Sliki 5. Končni odziv večelementnega senzorja analiziramo z uporabo primernih algoritmov, na primer PCA, ali z nevronskimi mrežnimi programi.

V primeru opisanega izuma je niz senzorjev vonjav osnovan na meritvah upora stičišč nanožic 6 in različnih kovin in je sestavljen iz več elementov, od katerih vsak zaznava prisotnost analita ali analitov 1 v območju kapilarne kondenzacije 5 med nanožico ali nanožicami 6 in prevodnima elektrodama 4 in kjer je vsak element narejen iz drugačnega materiala. Senzorjeva občutljivost na različne analite 1 je odvisna od izbire materiala za prevodno elektrodo, na primer Ti, Ni, Zn, Au, itd., prevodnega materiala, na primer InSnO, prevodnega polimera ali kontaktne paste 3, po možnosti ogljikove kontaktne paste. Senzorske lastnosti nastanejo zaradi spremembe impedance električnega kontakta med nanožico 6 in elektrodama 4, ki se pojavi zaradi prisotnosti molekul analita 1 v območju kapilarne kondenzacije 5 med elektrodama 4 in nanožico 6 nameščeno nad elektrodi 4.

Večelementni senzorski sistem je sestavljen iz omenjenih senzorjev, čigar elektrode 4 so izdelane iz različnih prevodnih materialov 9-12.

Elektrode 4 so narejene s tehnologijami sitotiska, brizgalnega tiskanja, pršenja, litografije ali nanosa plasti atomov (ALD) ter z drugimi načini. Elektrodi 4 sta povezani z nanožico 6, z nanocevko ter s kakšnim drugim predmetom ali kompozitom, ki ima tesen kontakt z materialom elektrod 4 in hkrati v PKK 5 pušča dovolj prostora za molekule analitov 1. Elektrode 4 ali nanožice 6 so lahko prekrite z molekulami površinsko aktivne snovi, z nanosom plasti atomov ali čim drugim, da na ta način spremenimo lastnosti v PKK 5.

Značilnost večelementnega senzorskega sistema je torej v tem, da se vsak njegov senzor drugače odziva na analit 1.

Senzorski sistem prepoznava vonjave zato, ker se vsak element v nizu različno odziva na določen analit 1, s čimer se ustvari odtis vsakega analita 1; senzor lahko zaznava prisotnost določenega analita 1 v množici istočasno prisotnih analitov 1.

Claims (9)

1. Zahtevki

   1. Sistem senzorjev za vonjave delujoč na osnovi meritev upora stičišč med nanožicami (6) in različnimi kovinami, označen s tem, da je sestavljen iz večih senzorjev, ki vsak zase zaznavajo prisotnost analita ali analitov (1) na področju kapilarne kondenzacije (5), z okrajšavo imenovanim PKK (5), med nanožico ali nanožicami (6) in prevodno elektrodo (4) in je vsak element narejen iz drugačnega materiala.
2. 2. Senzor po zahtevku 1, označen s tem, da je občutljivost na različne analite (1) odvisna od izbire materialov za prevodne elektrode (4), ki naj bodo Ti, Ni, Zn, Au, itd., ali prevodnega materiala, najraje InSnO, prevodnega polimera ali kontaktne paste (3).
3. 3. Senzor po zahtevkih 1 in 2, označen s tem, da zaznavanje temelji na spremembi impedance električnega kontakta med nanožico (6) in elektrodo (4), to spremembo pa povzroči prisotnost molekul analitov (1) v PKK (5) med elektrodama (4) in nanožico (6) nameščeno nad elektrodi.
4. 4. Večelementni senzorski sistem, ki je zgrajen iz posameznih senzorjev kot opisano v zahtevkih 1 - 3, označen s tem, daje sestavljen iz elektrod (4) iz različnih prevodnih materialov.
5. 5. Senzor po zahtevkih 1 - 4, označen s tem, da so elektrode (4) izdelane s tehnologijami sitotiska, brizgalnega tiskanja, pršenja, galvanizacije, litografije, nanosa plasti atomov (ALD) ali z drugimi načini.
6. 6. Senzor po zahtevkih 1 - 5, označen s tem, da so elektrode (4) povezane z nanožico (6), nanocevko, z drugim predmetom ali kompozitom, ki z materialom elektrode (4) tvori tesen kontakt in hkrati v PKK (5) pušča dovolj prostora za molekule analitov (1).
7. 7. Večelementni senzorski sistem po zahtevkih 1-5, označen s tem, da so elektrode (4) ali nanožice (6) prekrite z molekulami površinsko aktivne snovi ali z nanosom plasti atomov ali na drug način, zaradi česar se spremenijo lastnosti v PKK (5).

   -118. Večelementni senzorski sistem po zahtevkih 1 - 7, označen s tem, da se vsak element drugače odziva na analit (1).
8. 9. Senzorski sistem za prepoznavanje vonjav, označen s tem, da deluje tako, da se vsak njegov element drugače odzove na katerikoli določeni analit (1) in s tem ustvari odtis vsakega analita (1).
9. 10. Senzor po zahtevkih 1 - 9, označen s tem, da lahko med številnimi istočasno prisotnimi analiti (1) zazna prisotnost določenega analita (1).