Projektbeschreibung
Beständige In-Situ-Bodenkontrollen durch Lab-on-a-Chip-Mikrofluidik und Optoelektronik
Die Bodendegradation gefährdet unsere Wirtschaft und unser Wohl. Die Sanierung und der Erhalt gesunder Böden ist ein zentraler Bestandteil des europäischen Grünen Deals und essentiell, um Klimaneutralität, Schadstofffreiheit, nachhaltige Lebensmittelbereitstellung und eine resiliente Umwelt zu erreichen. Aufbauend auf dem über den Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekt BEAMOLED wird das über das Europäischen Innovationsrat finanzierte Projekt SOILMONITOR ein Miniatur-Sensorsystem (3 cm x 3 cm x 5 cm) entwickeln, das wartungsfrei ein ganzes Jahr direkt vor Ort verwendet werden kann. Es kontrolliert den Nitrat-, Ammonium- und Phosphatgehalt basierend auf der Integration einer Lab-on-a-Chip-Mikrofluidik-Kartusche mit einer optoelektronischen Bestimmungseinheit. Das Projekt soll in einer Ausgründung enden und so Wissenschaft mit Unternehmertum kombinieren.
Ziel
The soil of the earth is the basis of our life. Efficient use of soil is needed for feeding the growing population. Contaminated soil needs to be regenerated to protect the quality of drinking water and more generally the ecosystem. Here, we propose a highly miniaturized sensor system for monitoring nitrate, ammonium, and phosphate based on integration of a lab-on-a-chip microfluidic cartridge with an optoelectronic detection unit. The optoelectronic detection chip employs the directional organic light emitting diode (OLED) we developed within the ERC PoC project BEAMOLED. This kind of OLED allows for direct integration of the optoelectronic chip with the microfluidic cartridge providing a new level of miniaturization of the optical readout measurement system. We propose the use of colorimetric assays based on starting with standard assays and improving performance using nanozyme catalysis. A hydrophilic ceramic as inlet to a microfluidic channel is proposed for intake of soil solution. Reagents as well as the waste are stored in the sensor system. We target a system size of 3 cm x 3 cm x 5 cm for maintenance-free operation in the soil for a duration of one year for in-situ monitoring of 100 data points per nutrient. In a soil-science study the soil-solution extraction into the microfluidic will be investigated for soils with a wide range of pore size distributions, bulk densities, pore-space connectivity, and soil water content to validate the extraction approach scientifically. Pot and field tests in agriculture and soil remediation are planned for validation in application-relevant environments of two potential markets and to develop market readiness. Our aim is to start a spin-off company after completion of this project. By the parallel development of the technology and business side with an interdisciplinary team from electrical engineering, chemical engineering, soil science, and economics/entrepreneurship an iterative adjustment process is achieved.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenklassische MechanikStrömungsmechanikmicrofluidics
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenElektromagnetismus und ElektronikOptoelektronik
- Technik und TechnologieSonstige Technik und TechnologieMikrotechnologieLabor auf einem Chip
- Technik und TechnologieUmwelttechnikBewirtschaftung natürlicher Ressourcen
- Technik und TechnologieElektrotechnik, Elektronik, InformationstechnikElektrotechnikSensoren
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-EIC-2022-TRANSITION-01
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsKoordinator
24118 Kiel
Deutschland