Ученые разработали домашний детектор загрязнений воздуха на основе графена

Фото: chaps1/flickr

Новая система способна улавливать отдельные молекулы углекислого газа и летучих органических соединений. Чувствительность метода на несколько порядков выше, чем у существующих твердотельных технологий.

Разработка создана группой ученых из Японии и США, результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Новый подход основан на способности графена изменять свою проводимость при встраивании в структуру молекулы углекислого газа или органических соединений. В экспериментах использовался двухслойный лист графена, к которому прикладывали фиксированное напряжение. По тому, как «квантовалось» по ходу измерений сопротивление листа, можно было судить о происходящих процессах адсорбции («посадки» молекул на поверхность графена) и десорбции (противоположного процесса).

Результаты анализа показали, что созданная система способна уловить небольшой объем углекислого газа (который другие системы вовсе не могли бы зафиксировать) в течение нескольких минут. Результаты моделирования процессов десорбции отдельных молекул и сопутствующего изменения сопротивления образца согласуются с экспериментальными данными.

Авторы работы отмечают, что новый детектор значительно компактнее существующих аналогов. Кроме того, разработка ученых на три порядка более чувствительна, чем ранее созданные технологии, и способна детектировать миллиардные доли соединений в атмосфере вместо миллионных.

В будущем исследователи планируют использовать созданные ими детекторы для контроля состояния воздуха в помещениях: квартирах, офисах, общественных местах. Необходимость в подобных разработках связана с возросшим в последнее время уровнем заболеваний, вызванных загрязнением воздуха. Для борьбы с этой проблемой недавно ученые также разработали почти прозрачный материал из нановолокон, эффективно удерживающий частички пыли.
Теги:

Читать еще на Чердаке: