Что такое уникальный полупроводниковый сенсор на углеродных нанотрубках

Группа российских химиков под руководством профессора из «Сколтеха» Альберта Насибулина создала инновационный полупроводниковый химический сенсор, основанный на углеродных нанотрубках. Этот сенсор отличает простота его производства и способность за 40 секунд определять множество вредных агентств в воздухе. Кроме того, новинка обладает длительным временем эксплуатации.

«Сенсоры подобного рода могут использоваться не только для оценки качества воздуха на производстве или вблизи автодорог. Например, пациенты с диабетом первого типа могут выдыхать воздух, содержащий ацетон. По его количеству можно определить необходимость инъекции инсулина. Также, анализ газов в парнике или холодильнике может помочь оценить, насколько созрели овощи и фрукты, или следить за состоянием мяса».

Разработчики отмечают, что электронные «носы» на основе нанотрубок выделяются высокой чувствительностью и быстрым реагированием, но при этом имеют два значительных недостатка: сложность в производстве и нестабильность характеристик в процессе эксплуатации. Новый российский сенсор не имеет этих недостатков.

Созданное устройство представляет собой пленку, состоящую из одностенных углеродных нанотрубок. На электрическое сопротивление пленки влияют газовые компоненты и окружающая среда. Стимулируя пленку импульсами тока, она нагревается до 120°С, а затем резко остывает, что меняет взаимодействие углеродных нанотрубок с молекулами газов в воздухе.

Ученые разработали алгоритм, который позволяет отслеживать и анализировать изменения свойств пленки со временем. В результате, сенсор способен обнаруживать ацетон, двуокись азота и сероводород в очень низких концентрациях – от 10 до 25 частей на миллион. При этом разработчики утверждают, что устройство может с высокой точностью различать разные вещества.

В перспективе подобные сенсоры могут заложить основы для создания разнообразных датчиков, которые будут чувствительны к различным газам.