Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского получили патент на способ обнаружения инертных газов — гелия, неона и аргона. Эти вещества долгое время считались практически неуловимыми, однако разработанный метод позволяет фиксировать их присутствие с высокой точностью.
В основе технологии — тонкая пленка из диоксида олова, используемого в роли чувствительного материала. В обычных условиях инертные газы не вступают в химические реакции, поэтому их невозможно зафиксировать напрямую. Однако если превратить газ в ионы, то есть придать его атомам электрический заряд, они становятся заметны для сенсора.
Впервые в мировой практике предложено фиксировать такие заряженные частицы с помощью полупроводника. При контакте с поверхностью диоксида олова ионы изменяют его электрические свойства, и характер этих изменений уникален для каждого газа.
Проведенные численные и натурные эксперименты показали: сопротивление материала при взаимодействии с газами меняется на 30–40%, что обеспечивает стабильную работу сенсора даже при низких концентрациях. Конструкция выдерживает высокие температуры и подходит для применения в промышленности.
По словам заведующей кафедрой радиотехники и электродинамики О.Е. Глуховой, ион, сталкиваясь с поверхностью сенсора, отбирает электрон и выбивает атом кислорода, что напрямую влияет на проводимость пленки.
Разработка открывает возможности для применения в космических исследованиях, промышленной безопасности, хранении документов и упаковке продуктов. Следующим шагом станет адаптация технологии для обнаружения токсичных и легковоспламеняющихся газов. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Nano Materials.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: СГУ им. Чернышевского
