Российские физики сделали очередной шаг в решении проблем применения высокочувствительных газовых датчиков. Если сегодня в мире газовые датчики, выявляющие степень загрязнения атмосферы, способны работать только при высоких температурах, то через некоторое время, благодаря учёным Московского университета (МГУ им. М.В. Ломоносова), они смогут работать и при комнатной температуре. Значит, откроются новые возможности для контроля над загрязнением воздуха.
Открытие учёных состоит в том, чтобы для газовых датчиков использовать массивы пористых наноразмерных нитей кремния. Культурно-политический журнал «Э-Вести» попросил рассказать нашим читателям об этом более подробно руководителя работы к.ф.н. Любовь Осминкину:
ЭВ: Какие материалы в мире применяются для газовых датчиков и ведутся ли аналогичные разработки?
Осминкина Л.: С целью создания новых высокочувствительных газовых датчиков все больше применяются сейчас традиционные материалы, но в их наноструктурированной форме.
Так, многие научные лаборатории сосредоточились на уменьшении размера оксидов металлов и использовании их в виде наночастиц и нанопроводов, также ведутся работы по использованию для целей газовой сенсорики нанопленок некоторых органических полимеров, углеродных нанотрубок.
Мы в своей лаборатории традиционно работаем с наноструктурами кремния, и показали возможность использования наноструктур типа пористых кремниевых нанонитей в качестве
чувствительных элементов газовых сенсоров.
Когда работаешь над актуальной задачей, то всегда в научном мире есть конкуренты: в нашем случае это группы из Италии, Японии, Америки и др.
ЭВ: Предлагаемые Вами массивы пористых наноразмерных нитей кремния – это российский материал? Он производится у нас? Может легко производиться?
Осминкина Л.: Да, это российский материал, он производится нами в нашей недавно созданной на физическом факультете МГУ Лаборатории физических методов биосенсорики и нанотераностики, руководителем которой я являюсь. Одним из преимуществ нашего материала для использования в сенсорах как раз является то, что его достаточно легко изготовить в необходимых количествах даже в лабораторных условиях. При этом технология производства является недорогой и воспроизводимой.
ЭВ: Можете ли Вы очертить круг предприятий, которые используют такие газовые датчики? Роскосмос, Росгидромет, учебные заведения, а производственники?
Осминкина Л.: Пока такие датчики не используют, это новая разработка. Но потенциально наши датчики могут использоваться как на производстве — например, на заводах, для контроля выброса вредных веществ, для контроля состава воздуха в окружающей среде и в замкнутых помещениях, так и в учебных аудиториях – например, на космических кораблях и подводных лодках.
ЭВ: Говорится о том, что сфера применения благодаря снижению температур будет расширена, за счёт кого?
Осминкина Л.: Большинство используемых в настоящее время газовых датчиков работают при высоких температурах (по сути при их нагреве). Это ограничивает возможности их использования в замкнутых помещениях и при работе со взрывчатыми веществами из-за угрозы возникновения пожаров. Наш датчик работает при комнатной температуре, что расширяет зону его применений.
ЭВ: Правильно ли я понимаю, что за счёт обратимости эффектов срок действия датчиков увеличивается?
Осминкина Л.: Да, и это также одно из главных преимуществ созданного нами датчика — его можно использовать неоднократно.
