Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) совместно с коллегами из Саратова получили патент на мультисенсорный чип для газоанализа, который может обнаруживать 10 молекул газа в 1 миллиарде частиц воздуха.Об этом сообщили в пресс-службе университета.
«Наша исследовательская группа разработала простую мультисенсорную систему, которая была изготовлена за один технический этап. Разработка уверенно отличает метанол, этанол, изопропанол, бутанол и аммиак друг от друга», — цитирует пресс-служба университета слова Игоря Пронина, кандидата технических наук, заведующего кафедрой нано- и микроэлектроники ПГУ.
По словам разработчика, полупроводниковые газовые датчики, которые широко используются для обнаружения утечек природного газа в бытовых условиях и на производстве, простые в изготовлении и недорогие, имеют ряд существенных недостатков.
Одним из них является низкая селективность.»С помощью такого оборудования трудно отличить газ, с которым мы имеем дело. Например, распознать пары этанола или ацетона», — отметил Пронин.
Для селективной идентификации газов и газовых смесей может быть использована мультисенсорная система, состоящая из большого количества компонентов, каждый из которых реагирует на определенный газ по-своему.
Компьютерная обработка сигналов от каждого элемента позволяет получить информацию о составе газовой смеси.
Однако эти устройства не нашли широкого применения из-за высокой стоимости и сложности анализа выходного сигнала.
Группа ученых из Пензы и Саратова предложила использовать ультрафиолетовый свет и низкотемпературный отжиг при создании мультисенсорного чипа для газоанализа.
Это позволило получить устройство со стабильными параметрами, позволяющее идентифицировать тип газа.
«Еще одной важной особенностью разработанного мультисенсорного чипа является обнаружение чрезвычайно низких концентраций газов в окружающем воздухе — устройство способно обнаруживать 10 частиц газа на 1 миллиард молекул воздуха», — пояснили разработчик.
Низкая чувствительность полупроводниковых газовых датчиков в значительной степени связана с размером кристаллов газочувствительного материала, который составляет десятки нанометров.
Искусственное уменьшение их размера ухудшит стабильность устройства, поскольку частицы размером менее 5 нм имеют тенденцию со временем увеличиваться.
«Метод, который мы использовали, связан с ультрафиолетовой обработкой газочувствительных материалов, что позволяет нам «замораживать» наночастицы и получать очень высокий сенсорный отклик, который остается стабильным с течением времени», — пояснил Пронин.
Мультисенсорный чип для газоанализа был протестирован на базе научно-исследовательской лаборатории «Сенсоры и микросистемы» Саратовского государственного технического университета имени Ю. A. Гагарина.
В настоящее время несколько компаний ведут переговоры с ПГУ о внедрении оборудования в производство.Стоимость мультисенсорного чипа для газоанализа составляет около 2000 рублей.
Источник: WebExpromt — Мир Технологий