Аэрозоль с микросенсорами проследит за чистотой воздуха

Исследователи из Массачусетского технологического института создали технологию, позволяющую отслеживать концентрацию определенных веществ с помощью микроскопических детекторов, расположенных на взвешенных в воздухе коллоидных полимерных частицах. Описание разработки опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.

По словам ученых, технология найдет применение в разных сферах жизни. Таким спреем можно покрывать элементы трубопроводов, чтобы вовремя заметить утечку потенциально опасных компонентов. В перспективе методику можно будет использовать и в медицине: например, пропускать микрочастицы-детекторы через пищеварительную систему пациента, чтобы обнаружить воспаления.

Основой для частиц сделали фоторезистивный материал SU-8, созданный на основе эпоксидной смолы. Коллоидные частицы SU-8 настолько малы, что могут находиться в воздухе во взвешенном состоянии, не слипаясь между собой и долго не оседая вниз под действием гравитации. На частицах ученые предлагают размещать крошечные детекторы, выполненные из двумерных материалов, например графена. При «встрече» с определенным веществом проводимость такого материала возрастает, это служит сигналом о наличии вещества в воздухе. Питание сенсоров обеспечивает фотодиод, преобразующий попадающий на него свет в энергию.

Исследователи испытали технологию, создав аэрозоль для выявления аммиака и частиц сажи. Взвесь частиц ввели в трубку, детекторы для анализа собрали на выходе при помощи марли. По тому, насколько хорошо частицы проводили электрический ток, разработчики делали вывод о том, встречался ли детектор с аммиаком или сажей.

Сейчас ученые работают над новыми модификациями аэрозолей, которые позволят размещать несколько типов детекторов на одной частице, а также смогут работать в отсутствие света.