Ученые разработали простейший нанодатчик для обнаружения токсичных газов

Москва, 15:33, 28 Авг 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследователи из Японии и США совместно разработали наноматериал, электропроводность которого резко возрастает при воздействии на него токсичных газов.

С помощью встроенных датчиков группа ученых продемонстрировала, что новая технология сделала возможным с помощью смартфона всего за 5 секунд обнаруживать токсичные газы при низкой концентрации (10 миллионных частей на литр).

Люди в современном обществе подвержены риску воздействия токсичных газов из природных источников, в результате технологических катастроф или террористических актов. Средства, способные легко и быстро обнаруживать опасные газы, являются важными с точки зрения минимизации воздействия на человека вредных веществ. Имеющиеся в настоящее время датчики токсичных газов стоят дорого, громоздки, тяжелы и сложны в эксплуатации.

Вновь разработанный химический материал для зондирования состоит из группы углеродных нанотрубок, окутанных супрамолекулярными полимерами — кластерами мономеров, удерживаемых вместе за счет слабых взаимодействий. Новинка повышает свою электропроводность до 3000 раз, когда подвергается воздействию электрофильных токсичных газов. Сами по себе углеродные нанотрубки — хорошо проводящий электрический ток материал, но когда они обернуты супрамолекулярными полимерами, которые выступают в качестве изоляторов, их проводимость чрезвычайно слаба. Супрамолекулярные полимеры были разработаны таким образом, что их слабосвязанные молекулы диссоциируются при воздействии токсичных газов. В результате постепенно восстанавливается первоначально высокая электропроводность углеродных нанотрубок. Степень изменения величины электропроводности прямо пропорциональна концентрации и длительности воздействия токсичных газов. Изменение проводимости можно легко оценить с помощью имеющихся в продаже измерителей сопротивления.

Таким образом, был создан датчик токсичных газов, данные которого можно читать на экранах смартфонов. Пользователи могут легко определить наличие/отсутствие токсичного газа путем проведения теста с помощью современного мобильного аппарата с подключенным к нему датчиком. Датчик одноразовый, в котором 1 грамм материала для химического зондирования содержит 4 млн сенсоров, поэтому вполне возможно наладить их массовое производство.