Все новости

Созданы сенсорные материалы для определения паров токсичных веществ на предприятиях

Материал разработан на основе 3D фотонных кристаллов

МОСКВА, 10 марта. /ТАСС/. Коллектив российских ученых разработал новый сенсорный материал на основе 3D фотонных кристаллов, предназначенный для определения паров токсичных веществ на химических производствах. Результаты работы опубликованы в Beilstein Journal of Nanotechnology, сообщается в четверг на сайте Российской академии наук.

Фотонные кристаллы - упорядоченные структуры, которые в природе придают неповторимую окраску крыльям бабочек, коже хамелеона, перьям павлина, перламутровым раковинам и полудрагоценным камням опалам. Такие кристаллы отражают излучение волн разной длины в зависимости от параметров структуры, показателя преломления и от угла падения света. Российские химики и физики впервые изучили свойства и возможности применения сенсорных материалов на основе 3D фотонных кристаллов.

"Мы обнаружили, что фотонные кристаллы обладают селективностью, которая выражается в том, что для сдвига спектра отражения требуется различное время. Чем более летуч органический растворитель и чем меньше размер его молекул, тем он легче проникает в фотонный кристалл и тем быстрее регистрируется спектральный отклик. В результате по времени отклика можно на качественном уровне судить, пары какого растворителя присутствуют в анализируемом образце", - сказал один из авторов работы Александр Иванов, слова которого приводятся в сообщении.

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Химического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Российского технологического университета МИРЭА выяснили, что такие фотонно-кристаллические сенсоры выдерживают несколько циклов (6-10 применений), то есть их можно использовать многократно. При этом обнаруживать наличие летучих веществ можно даже визуально, по изменению цвета сенсора от зеленого, зелено-голубого до желто-красного.

Примененный авторами метод оптической спектроскопии дает более быстрый и точный результат, позволяет зарегистрировать и проанализировать спектр отражения фотонного кристалла за несколько минут. Исследователи также составили базу данных, описывающую отклик фотонных кристаллов на разные классы веществ, в зависимости от летучести и размера молекул растворителя.

Новые датчики, как считают авторы работы, найдут применение на химических производствах, например, при получении современных красок и мебельных лаков, где возможны утечки паров растворителей, которые даже в малых концентрациях являются опасными для человека.

Теги