Новый «электронный нос» поможет оптимизировать газоанализ в разных устройствах

Фото из открытых источников

Группа южнокорейских исследователей из KRISS создала газовый анализатор нового типа, работающий при комнатной температуре и способный различать несколько опасных газов, сообщает электронный ресурс компании.

Традиционные промышленные датчики обычно нуждаются в нагреве до 200–400 градусов. Поэтому в них используются микронагреватели, постоянно расходующие энергию и ускоряющие износ материалов. Новая технология позволит снизить энергопотребление при увеличении срока службы подобных устройств.

Раньше эксперты пытались заменять нагрев ультрафиолетом либо применяли видимый свет. Первые методики отличаются высокой чувствительностью, но их минус в том, что есть определённые опасности для людей. Видимый свет безопаснее, но существующие технологии на его основе были недостаточны для точной идентификации разных газов.

Научная группа доктора Квона Ки Чана и аспиранта Сеульского национального университета Нама Ги Бэка взяла за основу нового подхода наноструктуру на основе оксида индия, который был покрыт тонким слоем сульфида индия. Такая конструкция функционирует в формате «энергетической ловушки»: под воздействием света заряды скапливаются на поверхности материала и активнее вступают в реакции с молекулами газа.

Таким образом была собрана система, аналогичная на «электронному носу». Несколько датчиков были покрыты разными катализаторами, это были платина, палладий и золото. Каждый из них по-особому реагирует на конкретные вещества, что даёт системе возможность для различения водорода, аммиака и этанола даже в смешанной газовой среде.

Опыты показали, что прибор фиксирует концентрации на уровне 201,03 триллионной доли. Что в 56 раз чувствительнее уже известных светодиодных решений. Датчик показал способность сохранять стабильную работу при 80-процентной влажности и не потерял исходные свойства после тестов длительностью свыше 300 дней.

Разработку можно применять на заводах, электростанциях, в жилых помещениях и общественных пространствах. Один прибор сможет отслеживать содержание нескольких опасных веществ, обходясь без раскалённых элементов.

Технологию можно встраивать и в носимые устройства типа умных часов, телефоны или кондиционеры. Но для промышленного внедрения требуются дополнительные испытания безопасности и эффективности для выполнения разных задач.