Идею для супердатчика подсказали лёгкие человека

Фото из открытых источников

Разработан датчик аммиака, по аналогии со структурой легочных альвеол. Биометрический дизайн позволяет ему обеспечивать максимальную площадь контакта с воздухом и улавливать даже следовые концентрации газа, рассказала публикация на ресурсе phys.org.

Китайскими исследователями из университета Гуанси представлен новый газовый датчик, способный обнаруживать аммиак с рекордной скоростью 1,4 с. Его конструкция построена на имитации строения альвеол — маленьких воздушных мешочков в легких человека. Что даёт возможность использования максимальной площади контакта с воздухом для газообмена. Чувствительный элемент датчика обладает разветвленной поверхностью, резко повышая эффективность улавливания молекул аммиака.

Датчик функционирует от трибоэлектрического наногенератора, который преобразует механическую энергию в электрическую. Главное преимущество технологии - это высокая селективность, то есть, способность точно распознавать аммиак на фоне других газов.

Прибору требуется минимум энергии, и при комнатной температуре он работает без нагрева, не требуя высокотемпературного режима и сложных химических реагентов. Полевые испытания уже начались, и предварительные тесты подтверждают стабильность работы сенсора даже при изгибах и перепадах влажности.

Создатели датчика отмечают, что масштабировать производство можно, используя доступные материалы и простые методы конструирования. Когда на него попадают капли, содержащие аммиак, происходит замыкание электрической цепи и генерация сигнала, передающего точные данные о концентрации аммиака. Скорость реакции превышает возможности существующих аналогов.

Для более точного выявления учёные использовали модель ИИ, способную обрабатывать сигналы и преобразовывать в частотно-временные изображения. После обучения на них нейросеть классифицировала аммиак по пяти уровням концентрации, что обеспечило точность обнаружения до 98,4%. Новый сенсор стал ярким примером синтеза биологических принципов с современными технологиями.