სენსორების ჟურნალში გამოქვეყნდა რუსეთის სამეცნიერო ფონდის გრანტის მიერ მხარდაჭერილი სამუშაოების შედეგები. ჰაერში ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია დაახლოებით 400 PPM (მილიონი ნაწილები), ეს არის მოცულობის კონცენტრაციის 0.04 პროცენტი. იმ ტერიტორიებზე, სადაც მდებარეობს სამრეწველო საწარმოები, CO2 კონტენტის მაჩვენებელი უფრო მაღალია, ვიდრე დაახლოებით 1.5-ჯერ - 600 PPM. კონცენტრაცია 800-ზე მეტი PPM ითვლება ადამიანის ჯანმრთელობისთვის საზიანო.
ჰაერში ნახშირორჟანგის ზრდა გავლენას ახდენს არა მარტო კეთილდღეობაზე, არამედ გლობალურ დათბობას. აქედან გამომდინარე, მსოფლიოს მზარდი სენსორების მზარდი საჭიროება აქვს, რომელსაც შეუძლია Monito- ს სათბურის გაზების კონცენტრაცია. დღეს, ეს ხელს უწყობს არარსებობის ინფრაწითელი სპექტროსკოპია. სენსორი შედგება ინფრაწითელი წყაროდან, საზომი პალატის, ტალღის სიგრძის ფილტრის და ინფრაწითელი დეტექტორით.
დეტექტორამდე ოპტიკური ფილტრი დამონტაჟებულია, ეს შთანთქავს ყველა სინათლეს, გარდა გარკვეული ტალღის სიგრძის გარდა, რომელიც შეიძლება დაიჭიროთ გაზომვის მოლეკულებით. როდესაც გაზი შედის პალატაში, მისი კონცენტრაცია იზომება ინფრაწითელი სპექტრის გარკვეულ სიგრძის შეწოვის გამო.
მეცნიერთა მიერ შემოთავაზებული სენსორი განსხვავდება მისი ანალოგებისგან მისი მცირე ზომით. ქრომის, ოქროსა და სილიკონის ფენები გამოიყენება ოპტიკური სუბსტრატისთვის. სილიციუმმა გააკეთა ნანოსკალ ცილინდრები, ე.წ. მეტასტომები. განლაგებულია ზოგიერთ ბრძანებაში, ისინი ქმნიან მეტანეთს ზედაპირს უნიკალური თვისებებით, რომლებიც არ არიან ბუნებაში. ზედა, სენსორის ფუნქციონალური ფენა შედგება BiguaniDine- ის პოლიმერული პოლიმეთილნისგან, რომელიც გამოიყენება, მაგალითად, როგორც ანტისეპტიკური.
ნაწარმოების მექანიზმი შედგება ასახული სინათლის სიგრძის გაზომვით, რომელიც ფოტოდეტოქტორის გამოყენებით დაიპყრო და ის გამოიყენება ფოტონების კონვერტაციისთვის. როდესაც CO2 გაზი შედის პალატას, იგი შეიწოვება პოლიჰემამეთილენემის ფენით. ამის შემდეგ, ფენის რეფრაქციული მაჩვენებელი მცირდება და სინათლე აისახება 45 გრადუსზე. პოლიჰექსამეთილენის ფენის რეფრაქციული მაჩვენებლის შეცვლა, აგრეთვე თავდაპირველი შედარებით ასახული სინათლის სიგრძის სიგრძის სიგრძე დამოკიდებულია გაზის კონცენტრაციაზე.
შემოთავაზებული სენსორის უპირატესობა იმაში მდგომარეობს, რომ ის არ იწვევს პოლიმერულ ფენებში რეფრაქციული ინდექსის არასასურველ ცვლილებებს და არ ჩაიწერს ჰაერში სხვა აირების შინაარსის დონეს, მაგალითად აზოტისა და წყალბადის. გარდა ამისა, შესაძლებელია მასალის ელექტრომაგნიტური მახასიათებლების შეცვლა და მაგალითად, გარკვეული ოპტიკური თვისებების მიღება, მაგალითად, სინათლის შთანთქმის დონის შესაცვლელად და ამით ნახშირბადის დიოქსიდის დიდი კონცენტრაციები.
"მუშაობისას, ჩვენ ჩაატარა რიცხვითი შესწავლა და მოიპოვა Biguanidine Polyhexamethylene Layer- ის რეფრაქციული მაჩვენებლის დამოკიდებულება CO2 აირის კონცენტრაციიდან. ჩვენ დავადასტურეთ სენსორის სიზუსტე ათი დუბლიკატის გაზომვის ციკლის გამოყენებით. ყოველ ჯერზე მოვიდა 50 PPM ნახშირბადის დიოქსიდის სენსორი, ასევე ბუნდოვანია აზოტის პალატასთან.
ანალიზმა აჩვენა, რომ სენსორი გვიჩვენებს ნახშირორჟანგის კონცენტრაციას ± 20 PPM- ის შეცდომით და არ ითვალისწინებს N2- ს ", - ამბობს სამარას უნივერსიტეტის ტექნიკური კიბერნეტის დეპარტამენტის პროფესორი ნიკოლაი კაზანსკი. შემოთავაზებული სენსორული კონფიგურაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ტოქსიკური აირების შესაფასებლად შესაბამისი ფუნქციური მასალების გამოყენებით.
წყარო: შიშველი მეცნიერება