Российские ученые создали высокочувствительный анализатор, который может обнаруживать опасные газы и летучие вещества. В основе устройства лежит фотонная интегральная схема, на поверхность которой нанесены наноразмерные сферы. Этот сенсор открывает новые перспективы в диагностике диабета и повышает уровень безопасности на производстве.
«В основе технологии – слой наноразмерных шариков, где, как на губке, конденсируются молекулы газа, а изменения фиксирует фотонная интегральная схема. В перспективе детекторы можно будет применять в медицине для быстрого и неинвазивного анализа дыхания, в том числе на ацетон – маркер диабета – или этанол. На промышленных объектах – для выявления утечек, а также в городской среде для мониторинга загрязнений», – говорят разработчики.
Исследователи из НИТУ МИСИС, «Сколтеха», Московского государственного педагогического университета, НИУ ВШЭ, ФГБУ «НМИЦ имени Кулакова» и Саратовского государственного университета под руководством профессора «Сколтеха» Дмитрия Горина разработали инновационный датчик.
В основе этого датчика лежит технология оптофлюидики, которая объединяет принципы фотоники и микрогидродинамики. Исследователи смогли расположить набор кремниевых наносфер на поверхности фотонного чипа таким образом, что структура стала похожа на губку. В порах этой «губки» конденсируются пары газов и летучих веществ. Когда это происходит, свет, проходящий через чип, меняет свои характеристики, даже если конденсата очень мало. Это позволяет обнаружить его присутствие.
«Когда молекулы изучаемого газа попадают в пористую структуру слоя из наноразмерных шариков на нитрид-кремниевом оптическом чипе и конденсируются там, это вызывает сдвиги в резонансных частотах изготовленных нами устройств. Мы успешно считываем их с помощью лазерного света, распространяющегося по волноводам», – пояснила инженер Лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Ирина Флоря.
С целью обеспечения стабильной работы этого сенсора российские ученые создали технологию, которая позволяет создавать кремниевые наночастицы с максимально плотной структурой без образования пустот и уплотнений. По мнению исследователей, высокая чувствительность, устойчивость к внешним воздействиям и компактные размеры разработанных ими датчиков делают их пригодными для использования в самых разных областях науки и экономики.
Источник: ТАСС
распечатать статью
