Портативное устройство может распознавать показатели содержания NO2

Ученые Сассекского университета сотрудничали с Оксфордским университетом M-SOLV и исследователями в Европе с целью разработки газового датчика, который может обеспечить точные показания уровня NO2 в доступном и портативном устройстве Internet-of-Things, которое может синхронизироваться со смартфонами и приложениями.

Высокочувствительный и точный датчик содержания двуокиси азота (NO2) имеет жизненно важные возможности применения в бытовых, общественных и промышленных условиях, утверждают специалисты, разработавшие его. NO2 образуются в результате работы двигателей внутреннего сгорания и промышленных процессов, а длительное воздействие загрязняющего вещества может вызвать проблемы с дыханием, которые могут быть особенно серьезными и даже опасными для жизни младенцев и страдающих астмой.

IMechE призывает к новому закону о чистом воздухе

Правила Европейского Союза позволяют преодолевать порог в 20 частей на миллиард (ppb) NO2 в воздухе не более 18 раз в год. Среднемесячный показатель регулярно превышает этот показатель в Лондоне, но мониторинг качества воздуха с целью предотвращения воздействия на уровне ppb в настоящее время возможен только с помощью громоздкого и дорогостоящего оборудования.

По данным Сассекского университета, прорыв команды пришелся на то время, когда они разработали сенсорный слой NO2 на основе осажденного лазером углеродного аэрогеля (LDCA), который, как они обнаружили, обладает исключительной селективностью по отношению к NO2 в сравнении с другими распространенными загрязнителями воздуха.

Используя масштабируемый и экономичный одноступенчатый лазерный процесс, тонкая, пористая и хорошо нагретая пленка LDCA затем осаждается на электроды, которые затем могут быть размещены в различных структурах устройства для непрерывного мониторинга воздуха. Говорят, что датчик настолько чувствителен, что может обнаружить около 10 частей на миллиард NO2 менее чем за 15 минут и может работать при комнатной температуре и во влажных условиях.

Профессор Алан Далтон (Alan Dalton), руководитель группы физики материалов в Сассекском университете, говорит: «Подобно конденсации на оконном стекле, наноматериалы, такие как углерод, который мы использовали в этой разработке, почти всегда имеют поверхностную воду. Обычно это очень плохо, так как это мешает технологии, но в данном случае мы смогли использовать этот слой воды в своих интересах, чтобы избирательно растворять NO2 вместо других летучих веществ, обычно встречающихся в условиях окружающей среды».

Cенсор даёт высокую чувствительность к NO2 в реальных условиях

«Как физик, это действительно великолепно, так как именно это дает нашему сенсору такую высокую чувствительность к NO2 в реальных условиях, гарантируя, что мы избежим ложных положительных показаний».

Потенциальные области применения датчика могут включать: в качестве устройства безопасности для контроля качества воздуха в спальне младенца; чтобы помочь информировать о лучших пешеходных или велосипедных маршрутах и времени суток, чтобы избежать высокого уровня загрязнения. Ученые надеются, что технология будет использоваться советами для отслеживания уровня загрязнения в городской среде и промышленности.

Адам Брунтон, директор по развитию бизнеса в M-SOLV, которая производит прибор для измерения NO2, сказал: «Одно приятное в этом датчике то, что он сделан с использованием знакомого оборудования и материалов, которые мы уже имеем в нашей Чистой комнате по производству крупногабаритной электроники здесь, в Оксфорде. Это означает, что он совместим со стандартными технологиями производства смартфонов и может быть легко интегрирован с электроникой обработки данных, беспроводной связью, мобильными сетями и т.д. Поэтому получение удаленного доступа к данным с отдельного устройства или огромной сети этих датчиков является довольно простым процессом».

Назад