Графеновая пена – новый детектор взрывчатки

Графеновая пена, разработанная учеными из Политехнического института Ренсселаера, может стать эффективным датчиком для обнаружения взрывчатки и ядовитых веществ.

Графеновая пена намного превосходит характеристики современных сенсоров для обнаружения опасных веществ и может стать основной деталью небольших дешевых приборов, обеспечивающих безопасность в общественных местах и на промышленных объектах.

Для создания нового сенсора ученые использовали графеновые листы, выращенные на никелевой матрице в похожий на войлок кусочек пены. При этом новый датчик размером с почтовую марку довольно гибкий и прочный, что выгодно отличает его от существующих технологических решений на основе наноструктур.

Графеновая пена – это один из немногих примеров дешевой и коммерчески перспективной нанотехнологии в области безопасности

В ходе испытаний новый датчик при комнатной температуре неоднократно за 5-10 минут успешно обнаруживал аммиак и двуокись азота в концентрациях 20 частей на миллион. Это в 10 раз лучше, чем аналогичный показатель самых чувствительных современных коммерческих детекторов.

Исследования последних десяти лет показали, что отдельные наноструктуры чрезвычайно чувствительны к химическим веществам. Однако разработка, изготовление и эксплуатация нанотехнологичных детекторов на основе отдельных наноструктур оказались слишком сложными и дорогим, а сами датчики слишком ненадежным, чтобы стать коммерчески выгодными. В результате различных повреждений, неизбежных при ежедневной эксплуатации портативных устройств, нанодатчики слишком быстро выходят из строя. Всему виной их хрупкая конструкция, кропотливо собранная с помощью дорогих микроскопов, сложных манипуляций с отдельными наноструктурами, золотыми контактами, дорогостоящей «штучной» литографией и т.д.

Графеновая пена, в свою очередь, обеспечивает ту же чувствительность, что и тщательно выверенные наноструктуры, но при этом она имеет большие размеры и гораздо прочнее. Частицы различных веществ, например следовые количества двуокиси аммиака или азота, застревают на поверхности пены, нарушая электрическое сопротивление графена. Точное измерение изменений сопротивления позволяет определить, какое именно вещество попало на датчик. При этом графеновая пена обладает полезной особенностью: если подать на нее ток в ~100 мА, она нагревается, и частицы улетучиваются с поверхности датчика. Таким образом появляется возможность периодически чистить датчик, а значит - не нужна постоянная смена картриджей, дорогостоящая очистка, переработка в лаборатории или другие процедуры повышающие сложность и стоимость эксплуатации.

Читайте на CNews
Как ищут экзопланеты? Методы и технологии
Идеи Теслы в работе: заряжаем электрокары магнитным полем
Американцы заставляют армию "поумнеть"