Description du projet
Surveillance continue in situ des sols en exploitant la microfluidique et l’optoélectronique de type «laboratoire sur puce»
La dégradation des sols menace notre économie et notre bien-être. La régénération et la préservation de la santé des sols sont un élément crucial du pacte vert pour l’Europe, initiative essentielle pour parvenir à la neutralité climatique, à la pollution zéro, à un approvisionnement alimentaire durable et à un environnement résilient. S’appuyant sur le projet BEAMOLED, financé par le Conseil européen de la recherche, le projet SOILMONITOR, financé par le Conseil européen de l’innovation, mettra au point un système de capteurs miniaturisé (3 cm x 3 cm x 5 cm) capable de fonctionner sans entretien in situ pendant un an. Il contrôlera les niveaux de nitrate, d’ammonium et de phosphate grâce à l’intégration d’une cartouche microfluidique de type «laboratoire sur puce» dans une unité de détection optoélectronique. Le projet devrait déboucher sur l’établissement d’une entreprise dérivée qui combine science et entrepreneuriat.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
- sciences naturellessciences physiquesmécanique classiquemécanique des fluidesmicrofluidics
- sciences naturellessciences physiquesélectromagnétisme et électroniqueoptoélectronique
- ingénierie et technologieautres génies et technologiesmicrotechnologielaboratoire sur puce
- ingénierie et technologiegénie de l'environnementgestion des ressources naturelles
- ingénierie et technologiegénie électrique, génie électronique, génie de l’informationingénierie électroniquecapteurs
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsCoordinateur
24118 Kiel
Allemagne