Сотрудники Института химической физики РАН имени Н.Н. Семенова разработали модель, с помощью которой можно сделать сенсоры газов и паров более эффективными и селективными. Результаты своей работы ученые изложили в статье, которая была опубликована в The Journal of Physical Chemistry C.

«Представлена модель сенсорного эффекта в чувствительных элементах с высокой концентрацией электронов проводимости, хорошо описывающая экспериментальные данные», — рассказал один из авторов статьи, Леонид Трахтенберг, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией Института химической физики имени Н.Н. Семенова РАН.

В ходе работы ученые провели множество экспериментов, после чего была сделана развитая модель сенсорного эффекта. Затем были сопоставлены теоретические и экспериментальные результаты. Анализируя полученные данные, ученые подбирали неизвестные параметры модели так, чтобы теоретические и экспериментальные графики стали схожими.

Такая модель позволяет осмысленно подбирать комбинации полупроводниковых наночастиц для создания более чувствительных и селективных сенсоров. Подбирая различные комбинации, можно оценить их возможности с точки зрения повышения чувствительности сенсора. Данная работа указывает на то, как усовершенствовать уже существующие сенсоры и создать новые чувствительные слои.

По словам ученых, это направление очень перспективно для того, чтобы улучшить экологическую обстановку, противодействовать террористической угрозе и контрабанде наркотиков. Уже сейчас существуют сенсоры, которые способны определять опасные концентрации определенного вещества в воздухе и предупреждать об этом пользователя. Такие устройства могут использоваться на заводах, в шахтах или же в повседневной жизни.

«Например, в воздухе появилось много СО, а мы об этом не знаем. Запаха нет, а дышать этим вредно. Если у меня в кармашке будет сенсор, который в это время запищит, я буду предупрежден», — рассказал Леонид Трахтенберг. Ученый также отметил, что сенсору необязательно пищать, на предприятиях он может подавать электрический сигнал системе, которая запустит вентиляцию, чтобы уменьшить концентрацию опасного вещества. Наркотические вещества выделяют испарения, которые также можно зарегистрировать с помощью сенсора. Более того, ученый отметил, что в одном устройстве можно совместить сенсоры на несколько вредных веществ, сделав его более универсальным.