Hi-Tech

Американские ученые разработали новый детектор отравляющих веществ, отличающийся высокой чувствительностью. Его основу составляют тончайшие углеродные нанотрубки, имеющие нанометровую толщину и обладающие рядом разнообразных замечательных свойств.

Одним из них и воспользовались Эрик Сноу и его коллеги из Военно-морского исследовательского центра. Известно, что углерод является хорошим адсорбентом, то есть может поглощать своей поверхностью различные активные вещества. При этом электропроводимость углеродных нановолокон, которые обладают ярковыраженными полупроводниковыми свойствами, значительно меняется за счет изменения концентрации дырок. На измерении этого сопротивления и основано действие детектора.

В специальной печи исследователи спекли простые углеродные волокна, получив нечто сетки. Затем эту сетку, обладающую большей чувствительностью по сравнению с единичной трубкой, нанесли на внутреннюю поверхность кварцевой трубки длиной 50 мм и с внутренним диаметром 3 мм. Осталось только подсоединить к концам трубки электроды, ведущие к измерительной аппаратуре - и датчик готов.

Так выглядит сетка из спеченных углеродных нанотрубок. На увеличенном фрагменте изображена часть нанотрубки с адсорбированной на ее поверхности молекулой

Были проведены эксперименты по распознаванию присутствия в воздухе различных химических веществ - DMMP (нервно-паралитический газ того же типа, что и печально известный зарин), аммиака, углеводородов и водяных паров. Результаты впечатляют: каждому из этих веществ соответствует своя кривая зависимости сопротивления от времени. Наиболее быструю реакцию в виде роста сопротивления, вызвало присутствие в воздухе DMMP, в то время как на углеводороды и водяные пары наблюдалась слабовыраженная реакция. Прибор можно даже использовать, для того чтобы отличать одни вещества от других, например аммиак от DMMP.

Сейчас разработчики планируют повысить и без того немалую чувствительность своего детектора, который на данном этапе обнаруживает одну часть DMMP на миллион частей воздуха.