Ученые изобрели сенсор, мгновенно определяющий наличие опасных веществ в атмосфере

Сенсор основан на углеродных нанотрубках и может использоваться для мониторинга качества воздуха на производствах, вблизи дорог, а также для медицинских и промышленных целей, таких как определение необходимости инъекций инсулина у диабетиков или степени созревания продуктов. Полупроводниковые сенсоры особенно эффективны в условиях постоянного мониторинга благодаря низкому энергопотреблению и стоимости, хотя их высокая чувствительность может затруднять определение конкретных соединений.

— Электрическое сопротивление чувствительного материала, в нашем случае — ткани из углеродных нанотрубок, меняется в ответ на присутствие многих газов. Но оно может меняться по-разному в ответ на разные газы в разных концентрациях, и здесь кроется технологическая возможность. Ведь обоняние человека тоже устроено так, что рецепторы в эпителии реагируют на самые разные вещества. Но разные группы рецепторов реагируют на каждый запах по-своему. И по силе активации связанных с ними нейронов мозгу удается распознать, с каким запахом имеет дело нос, — рассказывает первый автор исследования, стажер-исследователь и аспирант программы «Науки о материалах» Сколтеха Константин Заманский.

Научная группа разработала сенсор на основе одностенных углеродных нанотрубок, который подвешен между двумя позолоченными электродами. Сенсор измеряет сопротивление при 400 различных температурах от 25 °C до 125 °C за 40 секунд, что позволяет классифицировать газы с точностью 90% с помощью машинного обучения. Последовательные измерения снижают вероятность ошибки и повышают уверенность до 99% на второй минуте. Стоимость измерения ниже по сравнению с другими сенсорами. Использование фильтрации данных для учета эффекта старения устройства увеличило точность до 90% и уменьшило процент ошибок в два раза.

Исследование влияния этилированного бензина на здоровье человека показало, что это вещество стало причиной 151 миллиона дополнительных случаев психических расстройств, которых можно было бы избежать. Подробности — в материале 56orb.