Ang mga resulta ng trabaho na suportado ng grant ng Russian Science Foundation ay na-publish sa sensors magazine. Ang konsentrasyon ng carbon dioxide sa hangin ay mga 400 ppm (mga bahagi bawat milyon), ito ay 0.04 porsiyento ng konsentrasyon ng lakas ng tunog. Sa mga lugar na malapit sa industriya ng mga negosyo, ang CO2 rate rate ay mas mataas kaysa sa mga 1.5 beses - 600 ppm. Ang konsentrasyon ng higit sa 800 ppm ay itinuturing na nakakapinsala sa kalusugan ng tao.
Ang isang pagtaas sa carbon dioxide sa hangin ay nakakaapekto hindi lamang ng kagalingan, kundi pati na rin ang humahantong sa global warming. Samakatuwid, ang mundo ay may lumalaking pangangailangan para sa mga tumpak na sensor na maaaring monito ang konsentrasyon ng greenhouse gases. Ngayon, gumagamit ito ng di-dispersive infrared spectroscopy. Ang sensor ay binubuo ng isang infrared source, isang pagsukat kamara, isang wavelength filter at isang infrared detector.
Ang isang optical filter ay naka-install bago ang detektor, ito ay sumisipsip ng lahat ng liwanag, maliban sa isang tiyak na haba ng daluyong, na maaaring makuha ng mga molecule ng nasusukat na gas. Kapag ang gas ay pumasok sa kamara, ang konsentrasyon nito ay sinusukat dahil sa pagsipsip ng isang tiyak na haba ng daluyong sa infrared spectrum.
Ang sensor na iminungkahi ng mga siyentipiko ay naiiba mula sa mga analogo nito na may maliit na sukat nito. Ang mga layer ng chromium, ginto at silikon ay inilalapat sa optical substrate nito. Ginawa ng Silicon ang nanoscale cylinders, tinatawag na methaatoms. Matatagpuan sa ilang pagkakasunud-sunod, bumubuo sila ng ibabaw ng metamaterial na may mga natatanging katangian na hindi likas. Ang tuktok, ang functional layer ng sensor ay binubuo ng isang polimer polymethylene ng Biguanidine, na ginagamit, halimbawa, bilang isang antiseptiko.
Ang mekanismo ng trabaho ay binubuo sa pagsukat ng haba ng daluyong ng nakalarawan na liwanag, na nakuha gamit ang isang photodetector, at ginagamit ito upang i-convert ang mga photon sa kasalukuyang. Kapag ang CO2 gas ay pumasok sa kamara, ito ay nasisipsip ng layer ng polyhexamethylene biguanidine. Pagkatapos nito, ang refractive index ng layer ay bumababa, at ang ilaw ay makikita sa isang anggulo ng 45 degrees. Ang pagpapalit ng repraktibo index ng polyhexamethylene layer, pati na rin ang paglilipat ng haba ng daluyong ng nakalarawan na liwanag na may kaugnayan sa unang depende sa konsentrasyon ng gas.
Ang bentahe ng iminungkahing sensor ay nakasalalay sa katotohanan na hindi ito nagiging sanhi ng hindi kanais-nais na mga pagbabago sa repraktibo index sa layer ng polimer at hindi itatala ang antas ng nilalaman ng iba pang mga gas sa hangin, halimbawa nitrogen at hydrogen. Bilang karagdagan, posible na ayusin ang mga katangian ng electromagnetic ng materyal at upang makakuha ng ilang mga optical properties, halimbawa, upang baguhin ang antas ng liwanag na pagsipsip at sa gayon ay nakakita ng malalaking konsentrasyon ng carbon dioxide.
"Sa panahon ng trabaho, nagsagawa kami ng isang numerical na pag-aaral at nakuha ang pag-asa ng repraktibo index ng Biguanidine polyhexamethylene layer mula sa konsentrasyon ng CO2 gaseous. Kinumpirma namin ang katumpakan ng sensor gamit ang sampung duplicate na cycle ng pagsukat. Sa bawat oras na ito ay dumating 50 ppm carbon dioxide sa sensor, at din blurred sa nitrogen kamara.
Ipinakita ng pag-aaral na ang sensor ay nagpapakita ng konsentrasyon ng carbon dioxide na may isang error na ± 20 ppm at hindi isinasaalang-alang ang N2, "sabi ni Nikolai Kazansky, propesor ng Department of Technical Cybernetics ng Samara University. Ang ipinanukalang configuration ng sensor ay maaaring gamitin upang makita ang iba pang mga nakakalason na gas gamit ang angkop na mga materyales sa pagganap.
Pinagmulan: Naked Science.