Российские учёные создали эффективные сенсоры для мониторинга окружающей среды. Бинарные металлоксидные сенсоры будут оперативно предупреждать о возможной террористической угрозе и эффективно обнаруживать загрязняющие вещества.
Исследователи из
Института химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН и Московского физико-технического института (МФТИ) доказали, что сенсоры на основе бинарных смесей металлоксидных наночастиц достаточно чувствительны, чтобы предупреждать о возможной террористической угрозе и эффективно обнаруживать загрязняющие вещества.
Стремительный рост промышленного производства и ухудшение экологической ситуации требуют разработки высокоэффективных
и селективных сенсоров для обнаружения различных загрязняющих веществ в окружающей среде. Для газовых датчиков существует ещё одна актуальная задача — предупреждение о возможной террористической угрозе.
«Правильно подобранная рецептура сенсора позволяет увеличить его эффективность в десятки раз и добиться рекордно коротких времён срабатывания, что особенно важно для
предотвращения террористических актов», — говорит руководитель коллектива Леонид Трахтенберг, профессор Кафедры химической физики МФТИ и заведующий Лабораторией функциональных нанокомпозитов ИХФ РАН.
Учёные в своей работе показали, что наиболее перспективными являются бинарные металлоксидные сенсоры, один из компонентов которых характеризуется высокой концентрацией электронов проводимости, а другой обладает сильными
каталитическими (ускоряющими химические процессы) свойствами.
При детектировании газа в такой смешанной системе есть всё необходимое для эффективной работы сенсора — поставщик электронов и условия для комфортного протекания химических превращений. Улучшению сенсорной эффективности способствуют также образование дополнительных химически активных центров сорбции (прикрепления к поверхности наночастицы) молекул.
«Наши планы включают
дальнейшее изучение тех возможностей, которые открывает использование многокомпонентных смесей многокомпонентных наночастиц и нановолокон для приготовления сенсоров. Разработка новых эффективных рецептур и в дальнейшем будет вестись на разумном сочетании развития теоретических представлений о механизмах работы сенсора и экспериментальных возможностей», — комментирует Леонид Трахтенберг.
Одним из чрезвычайно перспективных путей развития является использование
для создания газовых сенсоров смешанных металлоксидных нановолокон типа «ядро (оксид I) — оболочка (оксид II)». Результаты исследований опубликованы в журнале Sensors and Actuators B: Chemical.