ПЕНЗА, 14 апреля. /ТАСС/. Первые образцы высокочувствительных и быстродействующих газовых датчиков нового поколения разработали в Пензенском государственном университете (ПГУ). Создана технология производства чувствительного элемента сенсора, который можно адаптировать для работы в промышленности и быту под конкретные задачи заказчика, сообщили ТАСС в Минобрнауки.
"Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета <…> создали первые образцы высокочувствительных и быстродействующих газовых датчиков нового поколения. <…> Исследователи предложили новый способ управления свойствами материала, который позволяет создавать его сразу под определенную задачу", - говорится в сообщении.
Было отмечено, что изобретение отличается дешевизной технологии, высокой чувствительностью сенсора, восприимчивыми элементами с заданными свойствами. Ученые в ПГУ пояснили, что под определенную сферу применения нужны свои датчики, разработав методы и подходы по управлению структурой металлооксидных материалов в сенсорных технологиях. По данным министерства, разработка может использоваться в промышленности и быту.
"В зависимости от задачи, которую будет выполнять датчик, к нему предъявляются определенные требования
Ученый совместно с сотрудниками кафедры Надеждой Якушовой и Иваном Филипповым предложил специальную технологию для создания чувствительных элементов газовых сенсоров хеморезистивного типа на основе металлооксидных наноматериалов с заданной структурой. По информации министерства, датчики с таким сенсором обладают высоким быстродействием, что позволит, например, обнаружить утечку природных газов, включая метан. "Исследования газовых сенсоров ведутся многие годы, но <…> до сих пор имеется целый круг нерешенных задач. Одну из них нам удалось решить: мы оптимизировали чувствительность и быстродействие", - приводятся в сообщении слова Карманова.
Структура материала сенсора создается двумя методами: комбинацией золей (технология получения материала за счет перехода золя в гель) с различным временем созревания и внедрением модификаторов (металлов). Исследователи предлагают смешивать золь-гели с разным временем созревания, в результате в структуре материала будут содержаться мелкие и крупные молекулы. "Малые частицы в структуре металлооксидного материала определяют высокую чувствительность, а большие дают оптимизированную характеристику - время отклика и восстановления", - приводятся пояснения Якушовой.
Во время созревания золя в него внедряются металлы-модификаторы. Было отмечено, что это позволяет существенно изменять структуру и свойства раствора, в результате можно добиться нужных характеристик. "Внедрение двух металлов одновременно позволяет усиленно управлять структурой материала", - цитируют в сообщении Карманова.
В результате исследований ученые установили, что структура материала с золями разного времени созревания и модифицированными металлами обладает разной чувствительностью и временем отклика. "Наше предложение позволяет управлять структурой материала и создавать ее под сенсор с заданными характеристиками. Это значительно облегчает производство датчиков, а самое главное - повышается безопасность там, куда они будут встроены", - поделился Иван Филиппов.
Исследования выполняются при поддержке грантового конкурса Российского научного фонда.
Комментарии