Исследователи из Университета Йонсей разработали новый тип сенсора, обладающего исключительной чувствительностью к содержанию этанола в воздухе, особенно в сверхнизких концентрациях. Учёные нанесли на стандартную тонкую плёнку диоксида олова ультратонкие наноленты диоксида рутения. Последние играют ключевую роль: благодаря своей огромной площади поверхности они выступают мощным катализатором, ускоряя реакцию с молекулами этанола. Одновременно на границе между двумя материалами формируется усиленный слой электронного обеднения. Это значит, что даже присутствие ничтожного количества газа вызывает значительное изменение электрического сопротивления всей структуры, что и регистрирует датчик.
Благодаря такому подходу устройство демонстрирует беспрецедентную чувствительность, способную обнаруживать этанол в диапазоне от 10 миллионных долей до всего 5 миллиардных долей. По отклику он более чем в три раза превосходит обычные немодифицированные сенсоры. При этом сенсор потребляет очень мало энергии — менее 30 милливатт, что обеспечивается его конструкцией на подвесной мембране с микронагревателем, минимизирующей теплопотери. Испытания показали, что где датчик устойчив к помехам от других газов и сохраняет работоспособность в многочисленных циклах измерений.
Датчик в режиме реального времени отслеживал изменение концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, и его показания точно совпадали с данными коммерческого алкотестера. Это открывает дорогу к созданию компактных и энергоэффективных персональных мониторов для медицины и систем безопасности на транспорте. Сочетание каталитической активности и электронной сенсибилизации позволило достичь редкого баланса между сверхвысокой чувствительностью, низким энергопотреблением и стабильностью.
Ученые выяснили, насколько сильно алкоголь влияет на когнитивные функции.
