Ваш город: Ашберн 8 800 600-17-10 Войти

С помощью 3D-печати на чипе создан «электронный нос»

03.02.2021
resize_936_0_kompaktnyi_elektronnyi_nos_pozvolil_opredelit_zabolevaniya_legkih_cheloveka.jpg

В условиях быстрого  развития Интернета вещей (IoT) и современных методов медицинской диагностики растет  спрос на компактные, экономичные, энергосберегающие  и чувствительные селективные газоаналитические системы, такие как «электронный нос» для  неинвазивной диагностики заболеваний органов дыхательной системы человека,  Для этой цели Сколтех разработал  компактная сенсорная система, в составе которой используются датчики, распознающие компоненты сложных газовых смесей: старший научный сотрудник Сколтеха Федор Федоров, профессор Альберт Насибулин, научный сотрудник Дмитрий Рупасов и их коллеги разработали мультисенсорный «электронный нос». Используя технику 3D-печати, они нанесли на чип с несколькими подключенными электродами нанокристаллические пленки из оксидов восьми металлов − марганца, церия, циркония, цинка, хрома, кобальта, олова и титана, а, благодаря   микроплоттерной печати чернилами на основе истинных растворов, которые далее были трансформированы в оксида, исследователи продемонстрировали совместимость этих технологий.  Используя оксиды различных металлов  специалисты получили  ортогональный сигнал от чипа и  повысили  селективность датчика. Федор Федоров  заверяет, что  эта технология обладает воспроизводимостью и может быть легко внедрена в промышленность для изготовления чипов с аналогичными характеристиками.

Электронный нос способен улавливать разницу между пара́ми различных спиртов − метанола, этанола, изопропанола и н-бутанола, которые очень схожи по химическому составу и при низких концентрациях в воздухе трудно различимы. Кроме того, обнаружение высокотоксичного метанола в напитках и выявление различий между метанолом и этанолом имеет важное значение с точки зрения охраны здоровья и жизни людей.В данном проекте обработка данных выполнялась методом линейного дискриминантного анализа (LDA) с использованием алгоритма распознавания образов.

Хотя работа устройства  обеспечивается при относительно высоких температурах − 200-400 оС, исследователи полагают, что повысить чувствительность и обеспечить работу датчиков при комнатной температуре можно используя новые квазидвумерные материалы, в частности, MXenes, графен и другие. Ученые планируют продолжить работу в этом направлении и, в частности, оптимизировать материалы, используемые для снижения энергопотребления.

Исследование проводилось с участием специалистов Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Саратовского государственного технического университета им. Ю.А. Гагарина, Технологического института Карлсруэ (Германия), Московского физико-технического института (МФТИ) и компании Breitmeier Messtechnik GmbH (Германия).

К списку новостей

К оплате принимаем

pay
Номер клиента