Химики разработали водостойкий сенсор на ядовитые выбросы диоксида азота

Научные сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали высокочувствительный сенсор для определения диоксида азота во влажной атмосфере. Полученный датчик может быть использован в реальных условиях для мониторинга окружающей среды, а также в медицине. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается десятки миллионов тонн диоксида азота (NO₂), который обладает сильными окислительными свойствами и является очень токсичным газом. Основным источником выбросов диоксида азота (также известного как «лисий хвост» за характерный рыжий цвет) является автомобильный транспорт, энергетический сектор и промышленность. Контроль над содержанием NO₂ в атмосфере – это важная проблема из-за сильного негативного воздействия на организм человека даже малых концентраций этого газа (предельно допустимая концентрация (ПДК) составляет 0.0001%). При этом возможность определения содержания диоксида азота значительно зависит от влажности воздуха.

Ученым из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН удалось создать селективный сенсор, который позволяет обнаружить диоксид азота в условиях высокой влажности. В качестве чувствительного слоя сенсора был выбран оксид цинка (ZnO) с добавкой европия (Eu) или празеодима (Pr). Для его нанесения использовалась одна из разновидностей аддитивной технологии – метод микроэкструзионной печати, который позволяет воспроизводимо получать различные покрытия. Процесс детектирования газа сенсором связан с изменением электрического сопротивления вследствие протекания обратимых химических реакций на поверхности чувствительного слоя.

Работу прокомментировал первый автор статьи, к.х.н. Артем Мокрушин: «Результаты работы актуальны не только для фундаментальной науки, но для прикладного использования. Полученные в данной работе сенсоры можно использовать для определения содержания диоксида азота при мониторинге качества воздуха в городах и на промышленных предприятиях. Сенсоры можно использовать и в медицине для первичной диагностики пациентов по составу выдыхаемого воздуха, так как диоксид азота является маркером некоторых воспалительных процессов, происходящих в желудочно-кишечном тракте».

Работа поддержана Российским научным фондом (№ 20-73-00309).