Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (СГТУ) совместно с коллегами из НИУ МИЭТ и Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН представили разработку в области сенсорных технологий. Ими был создан двумерный материал (максен) на основе карбида вольфрама для обнаружения и распознавания различных газов и измерения влажности в концентрациях ниже порога восприятия человека.
Разработанный материал планируется использовать на экспериментальной установке «электронный нос», позволяющей быстро и надежно определять наличие вредных или опасных веществ в воздухе или другой газовой смеси. Функцию рецептора в установке выполняет нанесенный на мультиэлектродный чип материал на основе карбида вольфрама (W1,33C i-MXene), который изменяет электрические характеристики при контакте с молекулами газа.
«Нам удалось доказать повышение сопротивления W1.33C i-MXene при воздействии паров разных веществ, включая кетоны, спирты, ароматические соединения и влагу. При этом точность различения достигается благодаря одновременному считыванию показаний множества датчиков и применению методов искусственного интеллекта, обрабатывающих сигналы. Этот процесс похож на то, как головной мозг млекопитающих сортирует запахи», — рассказал один из авторов разработки, ведущий научный сотрудник НИЛ сенсоров и микросистем СГТУ, кандидат технических наук Илья Плугин.
Сверхчувствительный материал содержит слои из атомов металла и углерода толщиной в несколько атомов. Он получен методом селективного травления из объемных кристаллов. Ключевой особенностью является наличие в структуре максена пустот на атомных позициях металла. Именно благодаря им материал эффективнее захватывает молекулы на своей поверхности, улучшая способность реагировать на изменение состава атмосферы.
