Инновационные датчики для обнаружения вредных выбросов разработали ученые Казахстана
Инновационные газовые датчики для обнаружения вредных выбросов разработали ученые Казахстана, передает корреспондент агентства Kazinform.
По данным ВОЗ, за последние 10 лет с развитием технологий и промышленности, в том числе автомобильной, заметно увеличились выбросы вредных металлов и токсичных газов в атмосферу. Например, монооксид азота, выделяемый при сжигании топлива в автомобилях и на ТЭС, не имеет запаха, и человек его практически не чувствует. В прошлом году в Астане и Алматы, по официальным данным, уровень дыма превысил норму в 15 раз! Чтобы определить присутствие и концентрацию вредных газов в атмосфере, применяются газовые датчики. Попадая на чувствительную поверхность сенсора, газ меняет его электрические свойства, а эти изменения затем обрабатываются компьютером или другими приборами.
- Вредные газы - диоксид углерода, оксид азота, аммиак - и летучие органические соединения обычно обнаруживаются оптическими, акустическими и газовыми сенсорами на основе металлооксидных полупроводников. Такие датчики пользуются большим спросом в промышленности из-за своей низкой стоимости и эффективности. В рамках нашего исследовательского проекта мы разрабатываем новые датчики газа с высокой чувствительностью и низкой стоимостью. Они будут способствовать решению важных проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и мониторингом качества воздуха. Кроме того, наши газовые датчики могут быть использованы для создания электронных устройств, способных регистрировать и классифицировать наличие газов в воздухе, а также анализировать запахи, - пояснил руководитель и ведущий научный сотрудник лаборатории передовых сенсоров National Laboratory Astana при Nazarbayev University Бахтияр Солтабаев.
По его словам, исследования ведутся с 2022 года в рамках проекта для молодых ученых, финансируемого Научным комитетом Министерства науки и высшего образования РК, для разработки высокочувствительных газовых сенсоров на основе металлооксидных полупроводников. В прошлом году ученые успешно завершили проект в рамках совместной исследовательской программы (Collaborative Research Program) по изучению и разработке нанопленочных газовых сенсоров на грант Nazarbayev University. Эти газовые датчики на основе наношерсток металлического титана (Ti) с соединением оксида цинка (ZnO), похожими на цветочные палочки, могут быстро обнаружить в воздухе токсичный газ - оксид азота.
Очевидно, что такие газовые датчики создают большие возможности для разработки в Казахстане передовых электронных газовых устройств, позволяющих регистрировать токсичный газ и классифицировать его объем в воздухе. Свойства и эффективность данных сенсоров были описаны в статьях, опубликованных в топ-10% лучших журналах мира и «ACS Sensors» и «ACS Applied Materials & Interfaces», получивших высокие оценки зарубежных и местных коллег.
- Казахстан закупает большую часть датчиков у иностранных производителей, потому что у нас нет отечественных производителей, занимающихся разработкой и производством газоанализаторов на базе металлооксидных полупроводников-транзисторов. Разработка новых эффективных высокочувствительных газовых сенсоров способствует развитию этого направления в стране и открывает новые возможности в микроэлектронике. Разработанные высокочувствительные газовые сенсоры имеют большой потенциал для коммерциализации, и тем самым могут способствовать снижению зависимости от иностранных компаний и созданию экономической эффективности Казахстана, - отметил Б. Солтабаев.
Ученые лаборатории договорились с компанией «Кармет» о совместной работе по коммерциализации газовых датчиков и решению сложных задач в области прогнозирования и моделирования выбросов метана в угольных шахтах. Ученый NU считает своей миссией развивать отрасль газовых датчиков в стране и отмечает, что важно сформировать сильную научную среду в этой области с тесным сотрудничеством с зарубежными и казахстанскими коллегами из Евразийского национального университета имени Л. Н. Гумилева и Казахского национального университета имени аль-Фараби.
