Группа российских химиков под руководством профессора «Сколтеха» Альберта Насибулина разработала уникальный полупроводниковый химический сенсор на основе углеродных нанотрубок. Утверждается, что он очень прост в изготовлении и сможет всего за 40 секунд определить наличие большого числа вредных веществ в воздухе. Также новая отечественная разработка похвастается весьма продолжительным временем работы.
«Применение такого рода сенсоров не ограничивается оценкой качества воздуха на производстве или вблизи автодорог. Так, пациенты с диабетом первого типа выдыхают воздух с содержанием ацетона, по количеству которого можно понять, когда необходима инъекция инсулина. А по концентрации газов в парнике или в промышленном холодильнике можно оценить, насколько созрели фрукты и овощи или начало ли портиться мясо», — говорится в официальном сообщении пресс-службы «Сколтеха».
Авторы проекта пояснили, электронные «носы» на базе нанотрубок отличаются высокой чувствительностью и высокой скоростью реагирования, однако, все они имеют два больших недостатка. Первый — это сложность в производстве, второй — сильное изменение характеристик в процессе эксплуатации. Российский сенсор лишён этих недостатков.
Устройство, разработанное отечественными химиками, представляет собой плёнку из одностенных углеродных нанотрубок. Газы и окружающий воздух оказывают влияние на его электрическое сопротивление. Под действием импульсов тока данная пленка циклически нагревается до 120°С, после чего подвергается резкому охлаждению. Из-за этого меняется характер взаимодействия углеродных нанотрубок с молекулами вещества, находящегося в воздухе.
Российские специалисты разработали алгоритм, который позволяет анализировать подобные изменения и определять, как поменялись свойства плёнки с течением времени. Именно за счёт этого сенсор способен улавливать ацетон, двуокисьазота и сероводород в очень малых концентрациях — 10-25 частей на миллион. При этом, как утверждают разработчики, он может отличить одно вещество от другого с высокой точностью.
В будущем подобный сенсор может стать основой для большого количества самых разных датчиков, необходимых для улавливания газов.
