ロシア科学財団の助成金によって支えられた仕事の結果は、センサー誌に掲載されました。空気中の二酸化炭素の濃度は約400ppm（100万百万）であり、これは体積濃度の0.04パーセントである。どの産業企業がある地域では、CO 2含有率は約1.5倍 - 600 ppmより高い。濃度800 ppmを超えると人間の健康に有害であると考えられています。
空気中の二酸化炭素の増加は、幸福だけでなく地球温暖化につながる。したがって、世界は、温室効果ガスの濃度を監視することができる正確なセンサーのための必要性が高まっています。今日、これは非分散赤外線分光法を使用しています。センサは、赤外線源、測定室、波長フィルタ、および赤外線検出器からなる。
光学フィルタは検出器の前に設置され、それは特定の波長を除いて全ての光を吸収し、それは測定されたガスの分子によって捕捉され得る。ガスがチャンバに入ると、赤外線スペクトルにおける特定の波長の吸収のためにその濃度が測定される。
科学者によって提案されたセンサは、その類似体とは小さいサイズとは異なります。クロム、金およびシリコンの層をその光学基材に塗布する。シリコン製のナノスケールシリンダー、いわゆるメタトム。いくつかの順序で位置し、それらはメタマテリアルの表面を形成し、自然の中ではないユニークな特性をもたらします。上部、センサの機能層は、例えば防腐剤として使用されるビグアニジンのポリマーポリメチレンからなる。
作業のメカニズムは、光検出器を使用して捕捉されている反射光の波長を測定することからなり、光子を電流に変換するために使用されます。 CO2ガスがチャンバに入ると、それはポリヘキサメチレンビグアニジンの層によって吸収される。その後、層の屈折率が低下し、光が45度の角度で反射される。ポリヘキサメチレン層の屈折率を変えるとともに、初期に対する反射光の波長のシフトはガス濃度に依存する。
提案されたセンサーの利点は、ポリマー層内の屈折率の屈折率の変化を引き起こさず、そして空気中の他のガス、例えば窒素および水素の含有量を記録しないという事実にある。さらに、材料の電磁気特性を調整し、例えば光吸収のレベルを変化させるために、多濃度の二酸化炭素を検出することが可能である。
「仕事中は、我々は数値研究を行い、Biguanidineポリヘキサメチレン層の屈折率のCO 2気体の濃度から得た。 10重複測定サイクルを使用してセンサーの精度を確認しました。私たちはたびにセンサーに50ppmの二酸化炭素が入り、また窒素室でぼやけた。
分析は、センサーが±20 ppmの誤差で二酸化炭素の濃度を示し、N2を考慮に入れていないことを示した。提案されたセンサ構成は、適切な機能性材料を使用して他の有毒ガスを検出するために使用することができる。
出典：裸の科学