Ученые ФТИ им. А.Ф. Иоффе и НИЦ «Курчатовский институт» работают над методами синтеза производных графена. Эти материалы применяются в качестве основы газоанализаторов и систем, называемых «электронный нос». Они позволяют не просто определять присутствие отдельных газов в атмосфере, а чувствовать и идентифицировать конкретные запахи — аналогично тому, как работает обоняние человека.
Для таких приборов нужен не обычный графен, а его производные этого материала. Так называют графен, к которому химически привязаны функциональные группы (органические молекулы с определенным молекулярным составом, структурой и свойствами).
Такие материалы обладают разной величиной отклика (хеморезистивным эффектом) по отношению к различным газам из-за особенностей взаимодействия функциональных групп с газами. Как результат, производные графена гораздо лучше распознают определенные газы на фоне других.
«Есть совсем небольшой список элементов, которые способны участвовать в такой модификации, — рассказал «Известиям» старший научный сотрудник Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Ратибор Чумаков. — Это кислород, фтор, хлор и азот. Однако фториды и хлориды сильно меняют химический состав материала, и даже разрушают графен. Азот же меняет его свойства, но при этом структура графена сохраняется — полученный материал называют аминированным графеном».
Ранее с введением азота в структуру графена были проблемы. Но группа исследователей из Курчатовского института, ФТИ им. А.Ф. Иоффе, ИТМО, ФИЦ ХФ РАН, Берлинского центр материалов и энергии им. Гельмгольца предложила свой метод синтеза аминированного графена.
Один из вариантов применения датчика — создание устройства для анализа качества топлива. Прибор сможет различать как его виды (керосин, дизель, бензин), так и состав бензина — АИ-92, АИ-95, АИ-98. Готовое устройство будет представлять собой компактный и дешевый датчик для многоразового использования, похожий по принципу работы на глюкометр.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»: «Топливный эффект: в РФ разрабатывают инновационные датчики для проверки бензина»