Естествознание

Создана основа газового датчика для комнатной температуры

Принцип работы сенсора на основе массивов пористых наноразмерных нитей кремния. Источник: Любовь Осминкина/МГУ

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.

Руководитель работы Любовь Осминкина, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры физики низких температур физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова
Руководитель работы Любовь Осминкина, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры физики низких температур физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

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.