Графенова піна, розроблена вченими з Політехнічного інституту Ренсселаєра, може стати ефективним датчиком для виявлення вибухівки та отруйних речовин.

Графенова піна набагато перевершує по характеристикам сучасні сенсори для виявлення небезпечних речовин і може стати основною деталлю невеликих дешевих приладів, що забезпечують безпеку у громадських місцях і на промислових об'єктах.

Для створення нового сенсора вчені використали графенові аркуші, вирощені на нікелевій матриці у схожий на повсть шматочок піни. При цьому новий датчик розміром з поштову марку досить гнучкий і міцний, що вигідно відрізняє його від існуючих технологічних рішень на основі наноструктур.

У ході випробувань новий датчик при кімнатній температурі неодноразово за 5-10 хвилин успішно виявляв аміак і двоокис азоту у концентраціях 20 частин на мільйон. Це у 10 разів краще, ніж аналогічний показник найчутливіших сучасних комерційних детекторів.

Дослідження останніх десяти років показали, що окремі наноструктури надзвичайно чутливі до хімічних речовин. Однак розробка, виготовлення та експлуатація нанотехнологічних детекторів на основі окремих наноструктур виявилися занадто складними і дорогими, а самі датчики занадто ненадійними, щоб стати комерційно вигідними. У результаті різних пошкоджень, неминучих при щоденній експлуатації портативних пристроїв, нанодатчики занадто швидко виходять із ладу. Усьому провиною їхня тендітна конструкція, ретельно зібрана за допомогою дорогих мікроскопів, складних маніпуляцій із окремими наноструктурами, золотими контактами, дорогою «штучною» літографією і т.д.

Графенова піна, у свою чергу, забезпечує ту ж чутливість, що і ретельно вивірені наноструктури, але при цьому вона має більші розміри та є набагато міцнішою. Частинки різних речовин, наприклад залишкові кількості двоокису аміаку або азоту, застрягають на поверхні піни, порушуючи електричний опір графену. Точне вимірювання змін опору дозволяє визначити, яка саме речовина потрапила на датчик. При цьому графенова піна має корисну особливість: якщо подати на неї струм у ~100 мА, вона нагрівається, і частинки злітають з поверхні датчика. У такий спосіб з'являється можливість періодично чистити датчик, а значить - не потрібна постійна зміна картриджів, дороге очищення, переробка у лабораторії або інші процедури, що підвищують складність використання та вартість експлуатації.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: rnd.cnews.ru