Газовые сенсоры нужны, чтобы контролировать состояние окружающей среды

Поддержка Газеты

Ученые из России и Германии придумали, как создать газовый сенсор с высокой чувствительностью и избирательностью, который позволит точнее обнаруживать в воздухе опасные для человека вещества, сообщила в четверг пресс-служба Сколтеха. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Сейчас, чтобы сделать сенсоры более точными, необходимо увеличить общую поверхность чувствительного материала, который реагирует с газами, которые нужно распознать. Для этого материал (например, оксиды металлов), дробят на более мелкие кристаллы. Недостатками подобных сенсоров является чувствительность к высоким температурам и проблемы с избирательностью.

Ученые из Сколтеха, Технологического институт Карлсруэ (Германия), Саратовского технического университета и Института радиоэлектроники им. В. А. Котельникова РАН предложили заменить кристаллы на двумерные структуры - нанотрубки из диоксида титана, собранные в упорядоченные массивы. Чтобы анализатор различал разные газы, чувствительный материал разделили на сегменты, каждый из которых немного отличается по свойствам от других. Совокупность сигналов такой линейки сенсоров при воздействии паров газа можно рассматривать как "отпечаток пальца", характерный для каждого конкретного вещества.

"В ходе лабораторных исследований нам удалось протестировать отклик нашей системы на воздух, содержащий пары ацетона, изопропанола и этанола. Последние два газа очень похожи друг на друга с химической точки зрения. Мы смогли не только детектировать эти газы, но и определить их тип, для этого мы "обучили" нашу систему идентифицировать появление газа по его "отпечатку пальца", - приводятся в пресс-релизе слова научного сотрудника Сколтеха и первого автора исследования Федора Федорова.

Органические газы, в частности ацетон, могут быть индикаторами состояния здоровья человека. Количество ацетона в выдыхаемом человеком воздухе может быть повышенным при таких заболеваниях, как сахарный диабет, онкологии и многих других. С помощью новой технологии можно будет не только мониторить состояние окружающей среды, но и диагностировать заболевания.