Исследователи Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (СГТУ), совместно с коллегами из Национального исследовательского университета МЭИ и Института неорганической химии СО РАН, разработали инновационную сенсорную технологию.
Уточняется, что их проект связан с созданием двумерного материала, полученного на основе карбида вольфрама, который предназначен для обнаружения и распознавания различных газов, а также для измерения влажности при очень низких концентрациях: ниже порога человеческого восприятия. Этот материал называется максен, и он обладает уникальными свойствами благодаря своей структуре.
Разработка предполагается к использованию в так называемом «электронном носе» – экспериментальной установке, которая способна быстро и точно определить наличие вредных веществ в воздухе или газовых смесях. В основе работы устройства лежит нанесенный на мультиэлектродный чип карбид вольфрама (W1,33C i-MXene), который меняет свои электрические параметры при контакте с молекулами газов. Этот эффект позволяет системе определять состав окружающей среды.
Авторы исследования отметили, что сопротивление материала повышается при взаимодействии паров различных веществ: кетонов, спиртов, ароматических соединений и влаги. Основой высокой точности распознавания является одновременный сбор сигналов с множества датчиков и их дальнейшая обработка с помощью методов искусственного интеллекта. Такой подход напоминает работу головного мозга человека, который сортирует запахи и реагирует на их особенности.
Особенностью созданного максена является его структура: слои из атомов металла и углерода, всего в несколько атомов толщиной, полученные методом селективного травления из кристаллических веществ. Важным аспектом отмечено наличие в структуре пустот на атомных позициях металла, что значительно повышает эффективность захвата молекул на поверхности и, следовательно, чувствительность материала к изменениям состава окружающей среды.
