Российские ученые создали газовые сенсоры, чувствительные к аммиаку

Сoтрудники Нaциoнaльнoгo исслeдoвaтeльскoгo унивeрситeтa «Мoскoвский институт элeктрoннoй тexники» (МИЭТ) сoвмeстнo с иностранными коллегами предложили способ, как сделать сенсоры к молекулам аммиака чувствительнее при помощи углеродных нанотрубок. Исследование проводилось в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, а его результаты были опубликованы в журнале Nanotechnology.

В ходе работы ученые предложили максимально простой и дешевый способ создания высокочувствительных резистивных газовых сенсоров на гибкой подложке. В качестве подложки был использован полимер, однако авторы работы отмечают, что может быть применена и целлюлоза. Также ученые продемонстрировали очень высокую для углеродных нанотрубок чувствительность к аммиаку   — до десяти молекул аммиака на миллиард молекул воздуха. Более того, исследователи обнаружили, что благодаря влажности чувствительность к аммиаку повышается.

«Все в совокупности делает данный метод весьма перспективным для медицинских приложений, например, для анализа состояния человека по дыханию, так как относительная влажность выдыхаемого воздуха близка к 100%, и содержание детектируемых веществ находится в области долей ppm, то есть в миллионной доле»,   — рассказал Иван Бобринецкий, руководитель проекта, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Национального исследовательского университета «МИЭТ».

Это исследование позволяет существенно продвинуться в области набирающего новую силу направления в биомедицине по прогнозированию и диагностике состояния человека на основе анализа летучих органических компонентов в выдыхаемом воздухе. В частности, анализ количества молекул аммиака позволяет выявлять болезни почек. Основные критерии в данном направлении: простота, технологичность и дешевизна сенсоров.

«Отличительной особенностью является то, что функционализированные нанотрубки проявляют повышенную чувствительность к аммиаку в условиях высокой влажности. Следовательно, в отличие от аналогов сенсоров на основе органических пленок, не требуется применение усложняющих конструкцию схем осушения или компенсация вклада влажности в проводимость»,   — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Католического университета Святого Сердца, Италия, и из Университета Бургундии Франш-Конте, Франция.