Новые датчики газа можно будет рисовать карандашом

Ученые из Массачусетского технологического института разработали новую технологию создания отдельных электронных компонентов (датчиков) и целых схем радиоэлементов путем обычного рисования их на листе бумаги при помощи карандаша. В качестве грифеля для необыкновенного инструмента они использовали сжатые углеродные нанотрубки. В частности предполагается создание таким способом датчиков, реагирующих на газы – газовых сенсоров.

Углеродные нанотрубки уже используются при создании химических сенсоров. Американские ученые хотят при помощи этого относительно нового материала обнаруживать наличие в воздухе различных веществ в газообразном состоянии. Работа новых датчиков будет основана на том, что молекулы газа, попадая на сенсор, будут связывать электрическим контактом отдельные микроскопические участки нанотрубок, тем самым изменяя электрическое сопротивление всей системы. Если рассчитать зависимость сопротивления от концентрации газа то, разработав специальный алгоритм, можно будет очень точно определять как вид газа, так и его количество в помещении.

Однако у вышеописанного метода есть и свои недостатки, которые до сих пор сдерживали ученых и инженеров в плане создания высокоэффективных газовых сенсоров. Чтобы углеродные нанотрубки работали их необходимо погружать в достаточно токсичный растворитель – дихлорбензол. Профессор химии Массачусетского института Тимоти Свагер вместе с коллегами придумали более безопасный способ. Они сжали порошок, состоящий из углеродных нанотрубок и превратили его в граффито подобное состояние. Затем они использовали обычный карандаш, но заменили в нем стержень на углеродный. Потом при помощи такого чудо карандаша они нарисовали датчики прямо на бумаге, покрытой тонким слоем золота. Получившиеся электроды оказались чувствительны к молекулам аммиака. То есть когда газ попадал на нарисованный датчик, менялось сопротивление электрода, а измерительная часть электрической схемы сигнализировала о присутствии в атмосфере вредного газа.

В дальнейшем исследователи хотят поэкспериментировать с составом углеродного стержня карандаша. Они думают, что добавив в его состав некоторое количество молекул метала, они смогут «научить» нарисованный датчик обнаруживать и другие газы, например этилен или сероводород.

На данный момент различного рода датчики производятся на основе дискретной электроники. Применение же новых материалов, таких как углеродные нанотрубки или графен, пока что является прерогативой исследовательских лабораторий и институтов. Хотя такие элементы, как например датчики температуры, которые можно посмотреть и приобрести по адресу http://www.devicesearch.ru/catalog/temperaturi, становятся все более совершенными и функциональными. Даже имея в своем распоряжении относительно старые технологии производства, производители стремятся сделать свою продукцию более функциональной и надежной.