В Массачусетском технологическом институте созданы графеновые датчики, установленные на микроскопических частицах аэрозоля. Данная технология предназначена для обнаружения и предотвращения выбросов вредных веществ в атмосферу.
Сотрудники Массачусетского технологического института разработали метод мониторинга концентрации конкретных веществ, основанный на использовании микроскопических датчиков, закрепленных на коллоидных полимерных частицах, удерживаемых в воздухе. Описание разработки опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
Ученые утверждают, что данная технология найдет применение в различных областях. С помощью этого спрея можно обрабатывать элементы трубопроводов для своевременного выявления утечек потенциально опасных веществ. В будущем планируется использовать эту методику и в медицине, например, для пропускания микрочастиц-детекторов через пищеварительный тракт пациента с целью обнаружения воспалительных процессов.
В качестве основы для создания частиц использовали фоторезистивный материал SU-8, который изготавливается на основе эпоксидной смолы. Благодаря своим малым размерам, коллоидные частицы SU-8 способны удерживаться во взвешенном состоянии в воздухе, не соединяясь друг с другом и достаточно долго не оседая под воздействием силы тяжести. Исследователи предлагают размещать на этих частицах миниатюрные детекторы, изготовленные из двумерных материалов, например графена. При взаимодействии с конкретным веществом проводимость материала увеличивается, что указывает на его присутствие в воздухе. Фотодиод, преобразующий падающий на него свет в энергию, обеспечивает питание сенсоров.
Для проверки технологии ученые разработали аэрозоль, предназначенный для обнаружения аммиака и частиц сажи. Полученную взвесь частиц поместили в трубку, а на выходе использовали марлю для сбора детекторов и проведения анализа. По степени электропроводности частиц разработчики определяли, подвергался ли детектор воздействию аммиака или сажи.
В настоящее время исследователи разрабатывают усовершенствованные версии аэрозолей, которые дадут возможность устанавливать различные типы датчиков на одном носителе и обеспечивать их функционирование в условиях отсутствия освещения.
Ранее исследователи создали детальную карту загрязнения воздуха на основе данных Google Street View.