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 профессионального образования Хабаровского края создан по инициативе Краевого государственного автономного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Хабаровский краевой институт развития системы профессионального образования» (КГАОУ ДПО ХКИРСПО). Вы так же можете скачать мобильное приложение профессионального образования Хабаровского края. Мобильное приложение разработано для iOS и Android.