Ученые ПГУ разработали высокочувствительные газовые датчики нового поколения

Пермь, 15 апр - ИА Neftegaz.RU. В Пензенском государственном университете (ПГУ) созданы первые образцы высокочувствительных и быстродействующих газовых датчиков нового поколения.
Об этом сообщили в пресс-служба Минобрнауки.

Ученые создали технологию производства чувствительного элемента сенсора, который можно адаптировать для различных нужд как в промышленности, так и в быту.
Исследователи из ПГУ предложили новый подход к управлению свойствами материала, что позволяет создавать его под конкретные задачи.
Разработка выделяется низкой стоимостью технологии, высокой чувствительностью сенсора и наличием восприимчивых элементов с заданными характеристиками.

В ПГУ пояснили, что разные области применения требуют своих датчиков, и для этого были разработаны методы управления структурой металлооксидных материалов в сенсорных технологиях.
Эта разработка может находить применение в различных сферах.

В зависимости от задачи, которую будет выполнять датчик, к нему предъявляются разные требования.
Например, в быту высокочувствительные сенсоры не всегда необходимы, в то время как в шахтах требуется именно высокая чувствительность для выявления малейших изменений в газовой смеси воздуха, как заметил руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры нано- и микроэлектроники ПГУ А. Карманов.
Ученые предложили специальную технологию создания чувствительных элементов газовых сенсоров хеморезистивного типа на основе металлооксидных наноматериалов с заданной структурой.
Датчики с таким сенсором обладают высоким быстродействием, что позволит, например, выявлять утечки природных газов, включая метан.
Как сообщил А. Карманов, несмотря на длительные исследования газовых сенсоров, до сих пор оставалось множество нерешенных вопросов, и теперь ученым удалось оптимизировать и чувствительность, и быстродействие.

Структура материала сенсора создается с помощью двух методов: комбинированием золей с различным временем созревания и внедрением модификаторов.
Исследователи намерены смешивать золь-гели с различным временем созревания, что будет способствовать созданию структуры с мелкими и крупными молекулами.
Как пояснила сотрудница кафедры Н, Якушова, маленькие частицы в структуре металлооксидного материала обеспечивают высокую чувствительность, в то время как крупные молекулы оптимизируют время отклика и восстановления.
Во время созревания золя в него внедряются металлы-модификаторы, что значительно изменяет структуру и свойства раствора.
Внедрение двух металлов одновременно позволит управлять структурой материала более эффективно.

В результате проведенных исследований ученые выяснили, что структура материала, состоящая из золей с различным временем созревания и модифицированными металлами, показывает разные уровни чувствительности и времени отклика.
По словам сотрудника кафедры И. Филиппова, их предложение позволяет управлять структурой материала и создавать ее в соответствии с заданными характеристиками, что значительно упрощает производство датчиков и, самое главное, повышает безопасность в тех областях, где они будут установлены.

Исследования проводятся при поддержке грантового конкурса Российского научного фонда.