Новости

23 июня, 2017 12:19

Ученые из России превратили углеродные нанотрубки в детектор аммиака

Источник: РИА Новости
Физики из Зеленограда и их зарубежные коллеги разработали сверхчувствительные датчики аммиака из углеродных нанотрубок, способные улавливать присутствие молекул этого газа в дыхании человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Nanotechnology.
Газовый сенсор. Фото : Иван Бобринецкий

"Наши детекторы пригодны для использования в медицинских целях. К примеру, мы можем анализировать состояние человека по его дыханию", — рассказывает Иван Бобринецкий из Национального исследовательского университета "МИЭТ" в Зеленограде, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

С момента открытия углеродных нанотрубок в 1991 году им прочили большое будущее в современной промышленности. Они обладают множеством полезных свойств — хорошей электро- и теплопроводностью, высокой прочностью и механической устойчивостью. Первые же эксперименты показали, что нанотрубки крайне сложно применять на практике из-за их малых размеров и сложностей в их соединении и сплетении в единые волокна.

С другой стороны, добавление нанотрубок в другие материалы или их "вставка" в клетки живых существ оказалось более перспективной вещью. К  примеру, недавно ученые выяснили, что встраивание нанотрубок в листья растений превращает их в сверхчувствительные детекторы взрывчатки, светящиеся при появлении в воздухе следов их молекул, а также утраивает эффективность фотосинтеза.

Бобринецкий и его коллеги нашли еще одно применение для нанотрубок, превратив их в сверхчувствительный датчик аммиака – газа, широко применяющегося в промышленности, и принимающего участие во многих жизненных процессах в организме человека и других животных. К примеру, присутствие аммиака в выдыхаемом воздухе может сигнализировать о наличии проблем с работой почек, печени или заражении бактериями Helicobacter pylori.

Этот датчик, как рассказывают исследователи, работает примерно по тому же принципу, что и растение-"детектор" взрывчатки – электропроводность нанотрубок сильно меняется, если к ним временно присоединяются молекулы аммиака.

Руководствуясь этой идеей, Бобринецкий и его коллеги изготовили несколько прототипов подобных детекторов, "склеив" два типа нанотрубок, не содержащих в себе примесей и покрытых молекулами муравьиной кислоты.  Эти трубки, как объясняют физики, реагируют на присутствие молекул аммиака с разной силой, что позволяет точно измерять его концентрации даже в том случае, если в воздухе содержится лишь несколько десятков молекул аммиака на миллион других молекул.

Как показали эксперименты с этими датчиками, подобные сенсоры аммиака обладают несколькими плюсами по сравнению с обычными металлическими детекторами этого газа – они работают при комнатной температуре, требуют в разы меньше электричества и не требуют очистки. Соответственно, их можно применять не только для медицинских целей, но и наблюдений за экологической обстановкой на улицах города и в помещениях.

29 июня, 2022
Ученые СПБГУ переосмыслили свойства органических катализаторов и описали их «магнитное» действие
Российские ученые определили главный фактор, влияющий на активность катионных органических катализ...
29 июня, 2022
Гидробиологи обнаружили новые виды микроракообразных на плато Путорана
Исследователи описали видовой состав ракообразных, населяющих водоемы плато Путорана — уникального...