Ученые представили сенсор-хамелеон для «вынюхивания» опасных газов
Не все токсичные газы имеют характерный запах или цвет. Но простая сетка из мелких разноцветных квадратиков все равно способна обнаружить их присутствие в воздухе. Разработанная учеными недорогая и долговечная сенсорная матрица мгновенно меняет свою окраску при попадании ядовитых газов, обеспечивая точное определение состава атмосферы всего за несколько минут, пишет Phys.org.
«Электронные носы» предназначены для регистрации следов вредных химических соединений. Электронная начинка таких приборов нередко обходится дорого и плохо приспособлена к работе во влажных условиях. Эту проблему способны решить оптоэлектронных аналоги, в которых роль электроники выполняют специальные красители, изменяющие цвет при взаимодействии с определенными химическими компонентами.
Исследовательская группа под руководством Виджая Така создала и проверила новый тип оптоэлектронного сенсора — матрицу небольших датчиков, предназначенных для выявления и измерения концентрации токсичных газов. Каждый элемент сенсора выполнен в виде маленького бумажного квадрата, внутри которого расположены мельчайшие кремниевые частицы, покрытые особым веществом-красителем, изменяющим оттенки и яркость при встрече с определенными молекулами или ионами.
Для проверки точности системы специалисты провели тестирование, воздействуя на нее 12-ю различными токсичными газами в двух концентрациях каждого. До и после пятиминутного взаимодействия с каждым газом ученые фотографировали цветовую гамму и интенсивность окрашивания квадратов сенсоров. Полученный визуальный паттерн позволил достоверно определять тип и концентрацию присутствующих газов. Последующий ряд тестов подтвердил исключительную надежность новых сенсоров: вероятность правильного определения вида токсичного вещества достигала почти 100%, а ошибка при оценке концентрации составляла лишь 4%. Более того, дополнительные испытания продемонстрировали, что чувствительность сенсоров не снижается даже при изменении уровня влажности.
Разработчики подчеркнули, что стоимость изготовления одного подобного сенсора не превышает 20 центов (примерно 15 рублей), что открывает перспективы массового внедрения технологии в экологическом мониторинге реального мира. В будущем эксперты планируют создать прототип портативного оптоэлектронного носа, который позволит обнаруживать опасные химические вещества на открытом воздухе.
Ранее ученые рассказали о качестве древнего воздуха по зубам динозавров.
