Российские ученые разработали первый в мире «электронный нос», чувствительный сразу к нескольким токсичным газам. Полученные сенсоры не требуют большой мощности батареи, стабильны при высокой влажности и способны распознать наличие 30 молекул диоксида азота или этилмеркаптана, обеспечивающего «запах газа», среди миллиарда молекул азота и кислорода, из которых состоит воздух.
Такие устройства помогут отслеживать состояние окружающей среды, регулировать работу промышленных предприятий и оценивать свежесть скоропортящейся еды.
Токсичные газы, такие как оксиды азота, сероводород, меркаптаны и аммиак, представляют большой интерес для исследователей, поскольку связаны с загрязнением воздуха промышленными предприятиями и двигателями внутреннего сгорания. В то же время обнаруженные в выдыхаемом воздухе человека эти соединения могут быть маркерами ряда опасных заболеваний. Например, у пациентов с астмой концентрация оксида азота в выдыхаемом воздухе возрастает с приближением приступа. Компактное устройство, детектирующее этот газ, предупредит больного и позволит вовремя принять лекарства.
Кроме того, продукты питания при порче выделяют аммиак и сероводород, сенсоры к которым можно интегрировать в холодильники или «умную» упаковку. С помощью такого «электронного носа» можно будет легко определить, какие продукты еще можно безопасно употреблять, уменьшив количество выброшенных свежих продуктов, а какие уже пора списывать, что снизит частоту пищевых отравлений.
«Ранее наш коллектив разработал способ управления чувствительностью таких сенсоров к отдельным газам, а в данной работе мы смогли объединить большое количество датчиков на одном чипе и продемонстрировали электронную систему на основе органических транзисторов, работающую как обоняние», — сообщил руководитель гранта РНФ Сергей Пономаренко, доктор химических наук, директор и заведующий лабораторией функциональных материалов для органической электроники и фотоники ИСПМ РАН.
Благодаря низкой стоимости и малому энергопотреблению большое количество таких датчиков, объединенных в «умную» сеть, можно будет использовать в современных городах и на промышленных предприятиях для своевременного обнаружения выбросов опасных газов в атмосферу и точной локализации их источника.
