26 апреля 2024
Учеными Кембриджского университета изобретен датчик, состоящий из так называемого «замерзшего дыма», очень пористого материала, аэрогеля. Его задача – обнаруживать один из самых часто встречающихся загрязняющих воздух в помещения веществ, формальдегид, в реальном времени. Сенсор способен обнаружить вещество в концентрации 8/1млрд, что значительно эффективнее по сравнению с другими датчиками, фиксирующими загрязнение воздуха. Отличительной чертой является еще и то, что они не требуют нагревания и функционируют при комнатной температуре.
Летучие органические соединения (ЛОС) являются основным источником загрязнения воздуха в помещениях, вызывая слезотечение, жжение в глазах и горле, а также затруднение дыхания. Их повышенная концентрация может вызывать астматические приступы, а продолжительное воздействие – рак.
Формальдегид – один из самых часто встречающихся ЛОС, который выделяется предметами быта такими, как изделия из прессованной древесины (например, МДФ), обои, краски, некоторые синтетические материалы и т.д. Чаще всего уровень концентрации таких веществ находится в пределах нормы, однако он может со временем повышаться, особенно в помещениях, где хранятся краски и другие материалы, содержащие формальдегиды.
Датчик, который разработали ученые, по своему объему состоит из воздуха на более чем 99%. Основой послужили аэрогели, которые являются сверхлегкими материалами. Благодаря особенной структуре аэрогеля газы с легкостью проходят сквозь него.
Кембриджские инженеры усовершенствовали строение и структуру аэрогелей, так как это способствует увеличению их восприимчивости к содержащемуся в атмосфере формальдегиду, спроектировав из них своеобразные нити, толщина которых в три раза больше, чем толщина волоса человека. Для увеличения точности ученые снабдили сенсоры алгоритмами машинного обучения. Искусственный интеллект был натренирован распознавать следы различных газов, чтобы сенсор смог отличать их от формальдегидов.
Ученые считают, что данная технология может быть использована в создании датчиков для обнаружения и других летучих органических соединений. Устройство размером со стандартный бытовой датчик угарного газа может включать в себя множество различных сенсоров, предоставляя информацию о различных опасных веществах в режиме реального времени.
Источник: sensoren.ru
