Новый датчик поможет поймать «лисий хвост» во влажной атмосфере
Сотрудники подведомственного Минобрнауки России Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН разработали высокочувствительный сенсор для определения диоксида азота во влажной атмосфере. Датчик можно использовать для мониторинга окружающей среды, а также в медицине. Лабораторный (пилотный) образец выполнен полностью из отечественных материалов. Используемая технология позволит существенно снизить стоимость промышленных образцов.
Диоксид азота (NO2), который за характерный рыжий цвет также называют «лисий хвост», – это токсичный газ, обладающий сильными окислительными свойствами. Даже в малых концентрациях он оказывает сильное негативное воздействие на организм человека (предельно допустимая концентрация составляет всего 0,0001%). Поэтому крайне важно контролировать содержание NO2 в атмосфере. При этом возможность определения содержания газа существенно зависит от влажности воздуха.
Ученые из ИОНХ РАН разработали селективный сенсор, который позволяет обнаружить диоксид азота в условиях высокой влажности. В качестве чувствительного слоя сенсора был выбран оксид цинка (ZnO) с добавкой европия (Eu) или празеодима (Pr). Для его нанесения использовалась одна из разновидностей аддитивной технологии – метод микроэкструзионной печати, который позволяет воспроизводимо получать различные покрытия. Процесс определения газа сенсором связан с изменением электрического сопротивления вследствие протекания обратимых химических реакций на поверхности чувствительного слоя.
«Результаты работы актуальны не только для фундаментальной науки, но и для прикладного использования. Полученные в данной работе сенсоры можно использовать для определения содержания диоксида азота при мониторинге качества воздуха в городах и на промышленных предприятиях. Сенсоры можно использовать и в медицине для первичной диагностики пациентов по составу выдыхаемого воздуха, так как диоксид азота является маркером некоторых воспалительных процессов, происходящих в желудочно-кишечном тракте», – отметил первый автор статьи, научный сотрудник ИОНХ РАН Артем Мокрушин.
Работа поддержана Российским научным фондом. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.
