Российские ученые разработали новый способ обнаружения опасных веществ в атмосфере

Учеными МФТИ, МГУ и Института химической физики РАН разработан механизм детектирования молекулярного водорода с помощью нанокомпозита оксида цинка и оксида индия. Работа представлена в журнале Scientific Reports.


Датчики газов необходимы для мониторинга загрязнения атмосферного воздуха, а также оперативного определения уровня токсичных веществ на предприятиях. Особое внимание уделяется предприятиям, на которые воздух не может поступать извне: космическим станциям и АЭС. Высокая концентрация углекислого газа или утечка вредных веществ может привести к тяжелому отравлению сотрудников и даже их гибели. 

Диапазон рабочих температур прежних датчиков на основе нанокристаллических оксидов металлов составлял примерно 300-500 ºС. При детектировании горючих и взрывоопасных веществ увеличение температуры до таких значений небезопасно. Кроме того, нагревание требует больших энергозатрат, что делает невозможным устройство таких датчиков в платах портативных устройств. 

Нанокристаллический сенсор ZnO-In2O3 стал первым газовым датчиком, рабочая температура которого ниже комнатной. При освещении зеленым светом нанокомпозит оксида цинка и оксида индия позволяет определять наличие в воздухе даже малых концентраций веществ. «Механизм заключается в переходе нанокристаллических компонентов датчика в неравновесное состояние под действием освещения и последующем изменении фотопроводимости датчика при взаимодействии с молекулярным водородом», – объясняет соавтор работы, аспирантка лаборатории функциональных композитов Института химической физики им. Н.Н. Семенова Мария Иким. 
mailservice (1).png
Фотоэлектрическая проводимость (кривая 1) и электрическая проводимость (кривая 2) композитной плёнки ZnO-In2О3, где доля ZnO составляла 10% общей массы, при периодическом обдувании потоком воздуха, содержащего водород. Оранжевым цветом выделены области сенсорного отклика.

Такой механизм активации сенсорного отклика может использоваться не только для мониторинга состава воздуха, но и для анализа состава газообразных смесей, при модификации предложенного датчика – и для работы с жидкостями.

Автор Анжелика Здорова



Выберите вариант регистрации как:

Физическое лицо
Эксперт

Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Войдите в свой аккаунт

Забыли свой пароль? Регистрация

Войти с помощью:

Восстановление пароля

Ваш пароль успешно выслан вам на email

Форма авторизации на сайте
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Регистрация на Портале с помощью электронной почты

Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Спасибо за регистрацию. Теперь можете войти на портал с помощью логина и пароля.

Зарегистрируйтесь на Портале.

Выберите удобный для Вас вариант регистрации.



или


Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Регистрация Эксперта на Портале







Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Спасибо за регистрацию. Теперь можете войти на портал с помощью логина и пароля.

Портал образования Хабаровского края создан по инициативе КГБОУ ДПО ХКИРО. Вы так же можете скачать мобильное приложение профессионального образования Хабаровского края. Мобильное приложение разработано для iOS и Android.