В Санкт-Петербурге, в стенах Политехнического университета имени Петра Великого и Академического университета им. Ж.И. Алферова, произошел научный прорыв — создание сенсора, который способен уловить ароматы и газовые примеси с точностью, достойной лучших парфюмеров. Этот «умный нос» уже готов к участию в Олимпиаде среди сенсоров.
В основе разработки лежит микроэлектромеханическая система (МЭМС), на которую можно наносить различные чувствительные покрытия. Первоначально ученые стремились выявлять сероводород, столь опасный для здоровья, но вскоре их аппетиты выросли, и теперь устройство распознает широкую гамму газов, включая угарный газ и метан.
Принцип действия сенсора напоминает работу детектора лжи: как только молекулы газа касаются его поверхности, изменяется сопротивление материала, что и фиксируется. Использование МЭМС позволило создать невероятно тонкую платформу, которая нагревается до 300℃ за 50 миллисекунд, потребляя при этом всего 20 милливатт. Так и хочется сказать: «Почему такая экономия, господа?»
Разработка чувствительного слоя на основе оксида никеля — это не просто шаг вперед, а целое прыжковое упражнение. Лаборант-исследователь Илья Лаздин рассказал, что благодаря технологии магнетронного напыления удалось достичь высокой чувствительности, не требуя при этом перестройки производственных линий, что, безусловно, порадует поклонников отечественного производства.
Специалисты отмечают, что продуманный подход увеличивает чувствительность и снижает энергопотребление сенсора. Используемый оксид никеля минимизирует деградацию, что дает надежду на долгую жизнь этому изобретению.
«Секрет успеха — в интеграции тонкопленочной МЭМС-платформы с наноструктурированным чувствительным слоем на основе оксида никеля. Мы не копируем готовые сенсоры, а создаем свои, что дает нам научную свободу», — отметил Яков Эннс, научный сотрудник Академического университета.
В обозримом будущем исследователи планируют, что «умный нос» будет распознавать свежесть продуктов и диагностировать болезни по дыханию. И, конечно, есть надежда, что эти достижения найдут свое применение не только в научных кругах, но и в повседневной жизни.
Исследования поддержаны государственным заданием и программой Научного центра мирового уровня (НЦМУ). Надеемся, что эти сенсоры не останутся в тени и вскоре появятся на рынке, как обещают их создатели.
