В Санкт-Петербурге разработали сенсор нового поколения, способный улавливать запахи и газы быстрее и точнее, чем человеческий нос. Над созданием «умного носа» работали ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Академического университета им. Ж.И. Алферова. Устройство может революционизировать системы безопасности, диагностику заболеваний и контроль качества продуктов.
В основе сенсора — микроэлектромеханическая система (МЭМС) с ультратонкой диэлектрической мембраной толщиной менее одного микрометра, что почти в 100 раз тоньше человеческого волоса. Эта платформа обеспечивает равномерный нагрев до 300 °C всего за 50 миллисекунд при крайне низком энергопотреблении — всего 20 милливатт.
Ключевой инновацией стало использование чувствительного слоя на основе оксида никеля (NiO), модифицированного металлическими наночастицами. Такая комбинация не только повышает чувствительность сенсора к опасным газам — от угарного и сероводорода до паров спирта и метана, — но и обеспечивает стабильную работу в течение долгого времени.
Мы создаем не просто датчик, а полноценную платформу, способную точно различать даже сложные газовые смеси. Это новое измерение взаимодействия с окружающей средой.
- Яков Эннс, научный сотрудник Академического университета им. Ж.И. Алферова
Преимущество петербургской технологии в том, что она не требует перестройки существующих производственных линий микроэлектроники — сенсор можно относительно быстро внедрить в реальную промышленную или бытовую среду. В перспективе его можно будет встроить даже в носимые гаджеты — например, фитнес-браслеты или смартфоны.
Разработка уже продемонстрировала успех в определении восстановительных и окислительных газов, а в будущем сможет использоваться для диагностики заболеваний по выдыхаемому воздуху, оценки свежести продуктов и предотвращения утечек газа.
Первоначальные результаты работы опубликованы в журнале «Механика и физика материалов». Исследование поддержано в рамках государственных научных программ и сотрудничества двух ведущих научных школ города.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: СПбПУ
