Dergiler / Journal of Materials and Mechatronics: A / 2026 / Cilt: 7 Sayı: 1

Gaz Sensörü Uygulamaları İçin Sensör Yapısı Tasarımı ve Prototip Geliştirilmesi

Design and Prototype Development of a Sensor Structure for Gas Sensing Applications

Gözde Konuk Ege(İSTANBUL GEDİK ÜNİVERSİTESİ, GEDİK MESLEK YÜKSEKOKULU)0000-0001-7349-0416
Muammer İrge(ISTANBUL GEDIK UNIVERSITY, GEDİK VOCATIONAL SCHOOL)0009-0006-0755-100X
Ekrem Aydın(ISTANBUL GEDIK UNIVERSITY, GEDİK VOCATIONAL SCHOOL)0009-0009-0109-1024
Sayfa
76–86
Yayın Tarihi
2026-06-16
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bulgular, algılama katmanını oluşturan malzemenin özelliklerinin sensör performansını önemli ölçüde etkilemesine rağmen, elektrot geometrisindeki değişikliklerin gaz algılama davranışı üzerinde sınırlı bir etkisi olduğunu göstermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Gaz duyarlı malzemelerin incelenmesi ve sensör üretim teknikleri, hassas ve düşük maliyetli gaz algılama süreçlerine olan ilginin artmasıyla günümüzde büyük ilgi gören araştırma konuları arasındadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, NH3 tespiti için algılama katmanı olarak polianilin (PANI) filmler kullanan bir gaz sensörü geliştirilmiş ve gerçekleştirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Bulgular, algılama katmanını oluşturan malzemenin özelliklerinin sensör performansını önemli ölçüde etkilemesine rağmen, elektrot geometrisindeki değişikliklerin gaz algılama davranışı üzerinde sınırlı bir etkisi olduğunu göstermiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:PANI · gaz sensörü · Amonyum

Özet

Gaz duyarlı malzemelerin incelenmesi ve sensör üretim teknikleri, hassas ve düşük maliyetli gaz algılama süreçlerine olan ilginin artmasıyla günümüzde büyük ilgi gören araştırma konuları arasındadır. Bu çalışmada, NH3 tespiti için algılama katmanı olarak polianilin (PANI) filmler kullanan bir gaz sensörü geliştirilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Sensörler, üç farklı iç içe geçmiş elektrot (IDT) geometrisi ile uygun maliyetli bir üretim yöntemi kullanılarak üretilmiş ve sensörlerin elektriksel direnci gaz algılama işlemi boyunca izlenmiştir. Direnç hızla artmış, 120 saniyede maksimuma ulaşmış ve ardından 600 saniyede temel seviyeye geri dönerek kararlı bir tepki deseni göstermiştir. Bu ölçümlerden tepki süresi ve toparlanma süresi sırasıyla 120 saniye ve 480 saniye olarak belirlenmiştir. Bulgular, algılama katmanını oluşturan malzemenin özelliklerinin sensör performansını önemli ölçüde etkilemesine rağmen, elektrot geometrisindeki değişikliklerin gaz algılama davranışı üzerinde sınırlı bir etkisi olduğunu göstermiştir. PANI, NH₃ tespiti gibi gaz algılama uygulamaları için pratik ve etkili bir yaklaşım sunar ve çevresel ve biyomedikal izleme uygulamaları için uygun, güvenilir ve düşük maliyetli bir çözüm sağlar.

Abstract

The study of gas-sensitive materials and sensor fabrication techniques are among the great interest research topic today with the increasing interest in sensitive and low-cost gas sensing processes. In this study, a gas sensor developed with polyaniline (PANI) films as a sensing layer for NH3 detection and performed. Sensors were fabricated using a PCB fabrication method with three different interdigitated electrode (IDT) geometries, in which geometries has 5, 10, 20 IDT fingers. The electrical resistance of the sensors was monitored during gas sensing process. The resistance increased rapidly, reaching a maximum in 120 seconds and then returned to the baseline in 600 seconds, exhibiting a stable response pattern. From these measurements, the response time and recovery time were determined to be 120 seconds and 480 seconds, respectively. The findings showed that although the properties of the material constituting the sensing layer significantly affect the sensor performance, changes in the electrode geometry have a limited effect on the gas sensing behavior. PANI offer practical and efficient approach for gas sensing applications as NH₃ detection and it provides a suitable, reliable and low-cost solution for environmental and biomedical monitoring applications.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Ege, G. K., İrge, M., Aydın, E. (2026). Gaz Sensörü Uygulamaları İçin Sensör Yapısı Tasarımı ve Prototip Geliştirilmesi. Journal of Materials and Mechatronics: A, Cilt: 7 Sayı: 1, 76–86. https://doi.org/10.55546/jmm.1808591

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (22)

  1. Aalam, S. M., Farooq, A., Sarvar, M., Bhat, M. N., Tomar, M., Raza, M. M. H., & Ali, J. (2025). To study the performance of polyaniline-based copper and carbon-nanotube (PANI@ Cu@ CNT) nanocomposite for harmful NH3 gas sensing. Scientific Reports, 15(1), 26886.
  2. Bard, A. J., Faulkner, L. R., & White, H. S. (2022). Electrochemical methods: fundamentals and applications. John Wiley & Sons.
  3. Daniels, J. S., & Pourmand, N. (2007). Label‐free impedance biosensors: Opportunities and challenges. Electroanalysis: An International Journal Devoted to Fundamental and Practical Aspects of Electroanalysis, 19(12), 1239-1257.
  4. Dube, A., Malode, S. J., Alodhayb, A. N., Mondal, K., & Shetti, N. P. (2025). Conducting polymer-based electrochemical sensors: Progress, challenges, and future perspectives. Talanta open, 11, 100395.
  5. Guruprasad, B., & Veena, M. G. (2022). Analysis of MEMS cantilever sensor for sensing volatile organic compounds. Micro and Nano Engineering, 16, 100143.
  6. Jin, X., Xu, Z., Wang, B., Ding, S., Ma, J., Cui, M., Wang, C., Jiang, Y., Liu, J., & Zhang, X. (2023). A highly sensitive and wide-range pressure sensor based on orientated and strengthened TPU nanofiber membranes fabricated by a conjugated electrospinning technology. Chemical Engineering Journal Advances, 14, 100491.
  7. Khaleque, M. A., Aly, M. A. S., & Khan, M. Z. H. (2025). Chemical and electrochemical synthesis of doped conducting polymers and their application in supercapacitors: An overview. Chemical Engineering Journal, 507, 160444.
  8. Kim, D., Shin, W., Hong, S., Jeong, Y., Jung, G., Park, J., & Lee, J. H. (2022). Effects of electrode structure on H2S sensing and low-frequency noise characteristics in In2O3-based resistor-type gas sensors. IEEE Sensors Journal, 22(7), 6311-6320.
  9. Konuk Ege, G., Akay, Ö., & Yüce, H. (2023). A chemosensitive-based ammonia gas sensor with PANI/PEO–ZnO nanofiber composites sensing layer. Microelectronics International.
  10. Kulkarni, S. B., Navale, Y. H., Navale, S. T., Stadler, F. J., & Patil, V. B. (2019). Room temperature ammonia gas sensing properties of polyaniline nanofibers. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30(9), 8371-8380.
  11. Kumar, A., Meunier-Prest, R., Lesniewska, E., & Bouvet, M. (2022). Interplay of electrode geometry and bias on charge transport in organic heterojunction gas sensors. Sensors and Actuators B: Chemical, 369, 132313.
  12. Lakowicz J. R. (2019). Principles of Fluorescence Spectroscopy. Scholars Portal.
  13. Le, T. H., Kim, Y., & Yoon, H. (2017). Electrical and electrochemical properties of conducting polymers. Polymers, 9(4), 150.
  14. Masemola, C. M., Moloto, N., Tetana, Z., Linganiso, L. Z., Motaung, T. E., & Linganiso-Dziike, E. C. (2025). Advances in polyaniline-based composites for room-temperature chemiresistor gas sensors. Processes, 13(2), 401.
  15. McCord, M. R. Y., Seppälä, A., Pourakbari-Kasmaei, M., Zimmerman, J. B., & Rojas, O. J. (2025). From low conductivity to high energy efficiency: The role of conductive polymers in phase change materials. Chemical Engineering Journal, 508, 160804.
  16. Naganaboina, V. R., Bonam, S., Anandkumar, M., Deshpande, A. S., & Singh, S. G. (2023). Improved chemiresistor gas sensing response by optimizing the applied electric field and interdigitated electrode geometry. Materials Chemistry and Physics, 305, 127975.
  17. Pan, Y., Yan, C., Gao, X., Yang, J., Guo, T., Zhang, L., & Wang, W. (2024). A passive wireless surface acoustic wave (SAW) sensor system for detecting warfare agents based on fluoroalcohol polysiloxane film. Microsystems & Nanoengineering, 10(1).
  18. Ritterath, M., Öztürk, O. C., & Prasser, H. M. (2011). Thermo-resistive mesh sensors (TMS) for temperature field measurements. Flow Measurement and Instrumentation, 22(4), 343-349.
  19. Shahid, M. A., Rahman, M. M., Hossain, M. T., Hossain, I., Sheikh, M. S., Rahman, M. S., Uddin, N., Donne, S. W., & Hoque, M. I. U. (2025). Advances in conductive polymer-based flexible electronics for multifunctional applications. Journal of Composites Science, 9(1).
  20. Shi, Z., Xia, L., & Li, G. (2023). Recent progress of electrochemical sensors in food analysis. Chemosensors, 11(9), 478.
  21. Vilanova, X., Llobet, E., Brezmes, J., Calderer, J., & Correig, X. (1998). Numerical simulation of the electrode geometry and position effects on semiconductor gas sensor response. Sensors and Actuators B: Chemical, 48(1-3), 425-431.
  22. Wolfbeis O.S. (2006). Surface Plasmon Resonance Based Sensors. In J. Homola (Ed.), Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors. Springer.