Оптику и нанотехнологии объединили для создания дешевых газовых датчиков
Инженеры объединили инновационную оптическую технологию с нанокомпозитными тонкими пленками для создания датчика нового типа, недорогого, быстрого и очень чувствительного, способного обнаружить и проанализировать широкий диапазон газов.
Технология может применяться в разных областях, от экологического контроля до безопасности в аэропортах и обнаружения алкоголя в крови. Датчик особенно эффективен для обнаружения углекислого газа и будет полезным в промышленных применениях или системах, разработанных для утилизации углекислого газа под землей — одного из методов для сокращения объема парникового газа.
Результаты опубликованы в издании Journal of Materials Chemistry C. Заявка на патент на устройство подана университетом штата Орегон. Теперь ученые ищут промышленных партнеров для дальнейшей разработки и коммерциализации датчика.
«Оптические датчики весьма эффективны в обнаружении следов газов, но чаще всего для этого используются громоздкие и дорогие лабораторные установки, которые не подходят для использования в полевых условиях», сообщил эксперт в области фотоники Алан Вон. „Вместо этого мы применяем оптические подходы, которые могут воплотиться в портативных и недорогих устройствах. В системе используются плазмонные нанокристаллы, действующие как крошечная линза, концентрируя световые волны и увеличивая чувствительность“.
Этот подход объединен с металлорганической структурой тонких пленок, которые способны быстро поглощать газы, и перерабатываются простыми вакуумными процессами. После того, как тонкая пленка улавливает молекулы газов у поверхности, плазмонные материалы действуют в околоинфракрасном спектре, способствуя увеличению сигнала и точно анализируя наличие и объем различных газов.
По словам ученых, эта скорость, точность, мобильность и низкая стоимость позволит сделать приборы многоцелевыми. В пищевой промышленности — для хранения фруктов и овощей. В сфере безопасности — для обнаружения взрывчатки. А еще — в экологии, здравоохранении и автопроме.
