Исследователи из Института химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН и Московского физико-технического института (МФТИ) разработали высокочувствительный датчик на основе бинарных смесей металлоксидных наночастиц, сообщает пресс-служба МФТИ. Результаты опубликованы в журнале Sensors and Actuators B: Chemical.

Требования к современным газовым датчикам постоянно возрастают, так как они должны быть достаточно чувствительны, чтобы уловить малейшие примеси вредных веществ в воздухе - как промышленных выбросов, так и загрязняющих веществ. Также для газовых датчиков существует ещё одна актуальная задача — предупреждение о возможной террористической угрозе.

«Правильно подобранная рецептура сенсора позволяет увеличить его эффективность в десятки раз и добиться рекордно коротких времён срабатывания, что особенно важно для предотвращения террористических актов», — комментирует сообщение руководитель коллектива Леонид Трахтенберг, профессор Кафедры химической физики МФТИ и заведующий Лабораторией функциональных нанокомпозитов ИХФ РАН.

Учёные создали модель датчика, основанную на бинарных металлоксидных наносенсорах, один из компонентов которых характеризуется высокой концентрацией электронов проводимости, а другой обладает сильными каталитическими (ускоряющими химические процессы) свойствами. Вещества, на поиск которых направлен сенсор, связываются с каталитическими частицами, что вызывает изменение проводимости электронов и изменение показаний сенсора. 

«При детектировании газа в такой смешанной системе есть всё необходимое для эффективной работы сенсора — поставщик электронов и условия для «комфортного» протекания химических превращений. Улучшению сенсорной эффективности способствуют также образование дополнительных химически активных центров сорбции («прикрепления к поверхности наночастицы») молекул», - отмечается в сообщении.



В дальнейшем ученые планируют изучить те возможности, которые открывает использование многокомпонентных смесей металлоксидных наночастиц и нановолокон для приготовления сенсоров. По словам Леонида Трахтенберга, разработка новых эффективных рецептур и в дальнейшем будет вестись на разумном сочетании развития теоретических представлений о механизмах работы сенсора и экспериментальных возможностей.