Кремниевое устройство отличается лучшим пределом детектирования, а его размеры составляют не более 1,5 кв. см

Российские ученые создали сенсор, определяющий сверхмалые дозы аммиака в газовых и жидких средах. Устройство в будущем может применяться для оценки состояния спортсменов, а также использоваться на фармзаводах и химических производствах. Сообщили сегодня в лаборатории Оптики гетерогенных структур и оптических материалов Санкт-Петербургского национального исследовательского Академического университета имени Ж. И. Алфёрова РАН Валерий Кондратьев.

Специалисты Академического университета имени Ж. И. Алфёрова РАН, входящего в консорциум Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) “Фотоника”, на базе Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ), разработали сенсор на основе нанонитей кремния, которые служат чувствительным элементом. Они способны адсорбировать молекулы аммиака, в результате чего их электронные характеристики изменяются, посылая сигнал о содержании в выдыхаемом воздухе или человеческом поте и крови даже небольших доз этого вещества.

“В отличие от существующих громоздких аналогов, которые позволяют обнаружить лишь сравнительно большие концентрации аммиака только в одном типе сред, разработанное кремниевое устройство отличается в 12,5 раз лучшим пределом детектирования (80 ppb, “parts per billion” – “частей на миллиард”), а его размеры составляют не более 1,5 кв. см и могут быть уменьшены до десятков квадратных микрометров. Это позволяет неинвазивно использовать сенсор для оценки эффективности физических нагрузок, переносимых спортсменами, по содержанию аммиака в пробах пота. Своевременный контроль аммиака, выступающего биомаркером, также позволяет точно диагностировать нарушения обмена веществ, развитие рака желудка и кишечника”, – уточнил Кондратьев.

Разработка может применяться не только в медицине, но и на химических и фармпроизводствах и в сфере очистки сточных вод, считают исследователи. Ученые также работают над созданием сенсора, чувствительного к оксидам азота.

“Оксиды азота тоже являются биологическими маркерами, и их присутствие в выдыхаемом человеком воздухе свидетельствует о развитии бронхиальной астмы. Кроме того, оксиды азота – продукт работы двигателей внутреннего сгорания, так что наши разработки могут быть интересны отечественным производителям лямбда-зондов и датчиков каталитических систем, которые есть буквально во всех автомобилях старше 2010 года”, – пояснил в разговоре с ТАСС ведущий научный сотрудник лаборатории Оптики гетерогенных структур и оптических материалов Алексей Большаков.

Результаты работы российских специалистов опубликованы в журнале ACS Applied Nano Materials.