Уфимские ученые разработали уникальные датчики, распознающие опасные вещества в воздухе и воде
Технология применима в системах газоанализа – на предприятиях, в медицине, а также в быту.
Устройство на основе фотонных интегральных схем будет способно мгновенно определять состав воздуха или жидкости, при этом иметь совсем небольшие размеры. Репортаж Александра Колинченко.
Объект пристального внимания человека в белом – совсем небольшой участок на тонкой черной пластине, на вид ничем не примечательной и вроде бы стеклянной. Что верно лишь отчасти.
Полмиллиметра кремния, затем идет слой стекла толщиной два микрометра и еще полмикрометра нитрида кремния, из которого, собственно, и сделаны эти пути-дорожки для света.
И видно их только под микроскопом. Кольцо диаметром в одну тысячную миллиметра – это и есть разработка ученых Уфимского университета: датчик, призванный улавливать мельчайшие изменения в составе среды, – будь то воздух или жидкость.
"Такой датчик очень компактный, очень энергоэффективный и с очень высокой чувствительностью позволяет определять либо наличие какогото вещества которое критически важно в данной среде, либо его концентрацию. Например для обнаружения какого-то опасного газа в производстве", - рассказывает кандидат технических наук, и.о. заведующего кафедрой телекоммуникационных систем УУНиТ, Руслан Кутлуяров.
Принцип работы – оптический. Это для человеческого глаза любой газ – одинаково бесцветен и прозрачен. Но свет ведет себя по-разному. В зависимости от состава среды меняется и длина волны излучения. Устройство будет улавливать эти изменения с высокой точностью.
"Для каждой концентрации даже показатель преломления уникален. Мы можем засечь изменения показателей преломления меньше одной тысячной.", - делится инженер-исследователь лаборатории сенсорных систем УУНиТ, Иван Степанов.
Потенциал применения технологии одной только нефтегазовой отраслью не ограничивается. Устройства с системой таких микросенсоров будут полезны в любой сфере, где необходим химический анализ вещества.
Сейчас ученые проводят тестирование макетов, выверяют параметры работы устройства, первый прототип которого планируют создать в 2024 году. Ну а следующим шагом должен стать массовый выпуск. Несколько российских производителей уже проявили интерес к разработке.