Невидимые детекторы: в России разработали революционный мультисенсор с использованием нанонитей кремния

Команда исследователей из МФТИ в партнерстве с коллегами из Центра компетенций НТИ «Фотоника» из Алферовского университета разработала новый мультисенсор на основе нанонитей кремния. Их работа, опубликованная в журнале ACS Applied Nanomaterials, представляет собой важный шаг в области фотоники и медицинской диагностики.


Мультисенсор, созданный исследователями, обладает высокой чувствительностью и предназначен для обнаружения аммиака, соляной кислоты, ацетона и изопропилового спирта в парах воды. Уникальность разработки заключается в использовании нанонитей кремния, который обладает диаметром порядка 100 нанометров и длиной 10 микрометров, что в четыре раза тоньше человеческого волоса. Благодаря своим малым размерам, мультисенсор может быть легко использован с помощью мультиметра всего за 60 секунд.

Исследователи также предложили новые подходы к спектроскопии полного электрического сопротивления сенсоров на основе нанообъектов, что обеспечивает селективность в отношении нескольких химических веществ. Размер сенсора не превышает размер пуговицы на рубашке. Более того, его стоимость ограничена наличием небольшого количества золота, которое может быть заменено более доступным металлом, таким как серебро или алюминий, без существенной потери свойств.

Помимо медицинских применений, исследователи также отмечают потенциал использования мультисенсора для анализа выбросов предприятий и контроля состояния спортсменов. Он может быть использован для определения уровня токсичных выбросов предприятий, путем размещения сенсора в канализационном сливе. Анализ состояния спортсменов возможен путем взятия мазка пота и его растворения в воде для последующего измерения уровня аммиака. Это открывает новые возможности для контроля физической формы и метаболизма спортсменов.

Эта разработка российских ученых была представлена на всемирном конгрессе Biosensors 2023 в Пусане, Корея, посвященном биосенсорам. Она представляет собой важный вклад в область фотоники и обещает разнообразные применения в медицине, экологии и других сферах, где требуется точный и быстрый анализ химических веществ.