La rezultoj de la laboro subtenata de la subvencio de la Rusa Scienca Fondaĵo estis publikigitaj en la sensiloj revuo. La koncentriĝo de karbona dioksido en la aero estas ĉirkaŭ 400 ppm (partoj por miliono), ĉi tio estas 0.04 procentoj de la volumena koncentriĝo. En areoj proksime al kiuj industriaj entreprenoj troviĝas, la CO2-enhava kurzo estas pli alta ol ĉirkaŭ 1.5 fojojn - 600 ppm. Koncentriĝo Pli ol 800 ppm estas konsiderata malutila al homa sano.
Pliigo de karbona dioksido en la aero influas ne nur bonfarton, sed ankaŭ kondukas al tutmonda varmiĝo. Sekve, la mondo havas kreskantan bezonon de precizaj sensiloj, kiuj povas monito la koncentriĝon de forcejaj gasoj. Hodiaŭ ĉi tio uzas ne-dispersivan infrartan spektroskopion. La sentilo konsistas el transruĝa fonto, mezurilo, ondolonga filtrilo kaj transruĝa detektilo.
Optika filtrilo estas instalita antaŭ la detektilo, ĝi sorbas la tutan lumon, escepte de certa ondolongo, kiu povas esti kaptita de la molekuloj de la mezurita gaso. Kiam gaso eniras la ĉambron, ĝia koncentriĝo estas mezurita pro la sorbado de certa ondolongo en la transruĝa spektro.
La sensor proponita de sciencistoj diferencas de ĝiaj analogoj kun sia malgranda grandeco. La tavoloj de kromio, oro kaj silicio estas aplikitaj al ĝia optika substrato. Silicio faris nanoscale cilindroj, tiel nomataj metanatomoj. Lokita en iu ordo, ili formas la surfacon de la metamaterial kun la unikaj trajtoj, kiuj ne estas en naturo. La supro, la funkcia tavolo de la sentilo konsistas el polimero polimerieno de la biguanidino, kiu estas uzata, ekzemple, kiel antisepsa.
La mekanismo de laboro konsistas en mezuri la ondolongon de la reflektita lumo, kiu estas kaptita per fotodetektilo, kaj ĝi estas uzata por konverti fotonojn en la fluon. Kiam CO2-gaso eniras la ĉambron, ĝi estas absorbita de la tavolo de Polyhexamethylene Biguanidine. Post tio, la refrakta indekso de la tavolo malpliiĝas, kaj la lumo reflektas en angulo de 45 gradoj. Ŝanĝante la refrakta indekso de la Polyhexamethyne-tavolo, same kiel la ŝanĝo de la longitudo de ondo de la reflektita lumo rilate al la komenca dependeco de la gasa koncentriĝo.
La avantaĝo de la proponita sensor kuŝas en la fakto, ke ĝi ne kaŭzas nedezirindajn ŝanĝojn en la refrakta indekso en la polimera tavolo kaj ne registras la nivelon de la enhavo de aliaj gasoj en la aero, ekzemple nitrogeno kaj hidrogeno. Krome, ĝi eblas ĝustigi la elektromagnetajn karakterizaĵojn de la materialo kaj akiri iujn optikajn proprietojn, ekzemple, ŝanĝi la nivelon de malpeza absorción kaj tiel detekti grandajn koncentriĝojn de karbona dioksido.
"Dum laboro, ni faris ciferecan studon kaj akiris la dependecon de la refrakta indekso de la Biguanidine Polyhexamethylene-tavolo de la koncentriĝo de CO2-gasa. Ni konfirmis la precizecon de la sentilo uzante dek duplikatajn mezurajn ciklojn. Ni ĉiufoje venis 50 ppm karbona dioksido al la sentilo, kaj ankaŭ neklara kun nitrogena ĉambro.
La analizo montris, ke la sensor montras la koncentriĝon de karbona dioksido kun eraro de ± 20 ppm kaj ne konsideras la N2, "diris Nikolai Kazansky, profesoro pri la Fako de Teknika Kibernetiko de Samara Universitato. La proponita agordo de sensilo povas esti uzata por detekti aliajn venenajn gasojn per taŭgaj funkciaj materialoj.
Fonto: Nuda Scienco