Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского запатентовал новый способ обнаружения инертных газов с применением диоксида олова.
Инертные газы обычно никак себя не проявляют и не вступают в химические реакции, поэтому их сложно обнаружить. Но если придать им электрический заряд (ионизировать), то их можно «увидеть» с помощью специальных датчиков. Ученые СГУ разработали способ, как ловить эти заряженные частицы с помощью обычного полупроводникового материала.
Этот метод не просто показывает, что газ есть, но и определяет, какой именно это газ. Когда заряженные частицы газа соприкасаются с датчиком, они меняют его электрические свойства определенным образом, и у каждого газа это изменение уникально.
Когда ион подлетает к поверхности, он отбирает один электрон и выбивает один атом кислорода. Это влияет на проводимость пленки, и по этому отклику можно точно определить, с каким газом имел дело сенсор.
Чтобы проверить свою идею, ученые провели опыты и на модели, и в реальности. Результаты показали, что когда газ соприкасается с датчиком, сопротивление датчика меняется на 30-40%. Это хороший показатель, который говорит о том, что датчик может точно определять газ, даже если его совсем немного.
Сам датчик сделан из тонкой пленки диоксида олова, которая может работать даже в условиях повышенных температур. Это значит, что его можно использовать в промышленных условиях. Ученые уверены, что их разработка найдет применение в различных областях, например, при упаковке еды или хранении важных документов. Датчик поможет быстро заметить утечки газов и сделать процессы более безопасными.
В будущем ученые хотят проверить, как датчик работает с другими газами, в том числе с ядовитыми и легковоспламеняющимися.
Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Nano Materials.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как в России создаются технологии очистки опасных отходов.
