Около пяти лет назад Управление перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA начало выполнение программы, в рамках которого было необходимо создать миниатюрную вакуумную систему, вакуумный насос, занимающий объем менее одного кубического сантиметра и потребляющей менее четверти Ватта электрической энергии. На прошлой неделе представители DARPA объявили об успешном завершении данной программы, с заданием которой успешно справились исследователи из Мичиганского университета, Массачусетского технологического института и компании Honeywell International.

Каждый из участников программы продемонстрировал свое собственное устройство, размеры которого не превышают размеры маленькой монеты, и которые могут стать основой миниатюрных химических датчиков следующего поколения.

Конечной целью проекта DARPA, который был начат в 2008 году, является создание малогабаритного химического датчика, который способен определять наличие в воздухе очень маленьких концентраций различных химических соединений.

Такая способность новых датчиков позволит применять их не только для обнаружения скрытого химического оружия, потенциальная область применения таких датчиков чрезвычайно широка, особенно в промышленности.

Химический датчик основан на принципах масс-спектрометрии.

Масс-спектрометры – это устройства, способные идентифицировать химические соединения по изменению массы при изменениях глубины вакуума. Эти устройства могут регистрировать чрезвычайно слабые концентрации химических веществ, для уверенной идентификации им требуется всего несколько молекул. Но из-за технических ограничений, связанных с особенностями вакуумной техники, вакуумные камеры масс-спектрометрических анализаторов были намного больше, чем требуется, и такие устройства нельзя было сделать переносными и портативными.

Изображенное выше устройство решает вышеуказанную проблему. Эта вакуумная система, разработанная в Мичиганском университете, имеет шестиугольную форму, внутри которой существует достаточно сложная сеть из миниатюрных электрических насосов, клапанов и полостей.

Конечно, большой глубины вакуума с помощью такого миниатюрного вакуумного насоса достичь не получится, но и той глубины, которую он может обеспечить, достаточно для работы крошечного масс-спектрометра, который может без затруднений установлен на беспилотном летательном аппарате, давая военным в руки быстрый, малогабаритный, маневренный и точный инструмент химической разведки.

Помимо всего вышеперечисленного, такая технология, когда она будет готова к массовому производству и станет относительно недорогой, позволит использовать миниатюрные масс-спектрометры в бытовой технике.

Благодаря таким устройствам «умные» холодильники смогут контролировать качество продуктов, хранящихся в них долгое время, а с помощью мобильного телефона человек сможет узнать качество еды и степень свежести продуктов, из которых она была приготовлена, если в этом возникают сомнения.