Вдохновленные поверхностью крыльев бабочки, исследователи разработали активируемый светом датчик водорода. Он дает сверхточные результаты даже при комнатной температуре.
Технология может обнаруживать утечку водорода задолго до того, как он представит угрозу безопасности. Кроме того, технология применима в медицине. Измерение крошечного количества газа в дыхании людей помогает в диагностике заболеваний кишечника.
Стоит отметить, что коммерческие датчики водорода работают только при температурах 150 °C или выше, но прототип, разработанный учеными из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, работает от света, а не от тепла.
Датчик, основанный на неровной микроструктуре, имитирующей поверхность крыльев бабочки, подробно описан в новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Sensors.
«Некоторые датчики могут измерять крошечные количества, другие могут обнаруживать более высокие концентрации; всем им для работы требуется много тепла. Наш датчик водорода может делать все — он чувствительный, точный, работает при комнатной температуре и может обнаруживать водород на всем диапазоне уровней», — сообщает Илиас Сабри, один из исследователей.
Датчик может обнаруживать водород в концентрациях от 10 частей на миллион молекул (для медицинских диагнозов) до 40 000 частей на миллион (уровень, при котором газ становится потенциально взрывоопасным).
Один из ведущих исследователей доктор Ахмад Канджани сказал, что широкий диапазон обнаружения делает его идеальным как для медицинского использования, так и для повышения безопасности в условиях развивающейся водородной экономики.
«Водород может стать топливом будущего, но мы знаем, что опасения по поводу безопасности могут повлиять на доверие общества к этому возобновляемому источнику энергии», — заключает он.
Инновационное ядро нового датчика состоит из крошечных сфер — фотонных или коллоидных кристаллов. Эти полые формы, похожие на крошечные бугорки на поверхности крыльев бабочек, представляют собой высокоупорядоченные структуры, которые очень эффективно поглощают свет. Эта эффективность как раз и позволяет новому датчику потреблять всю энергию, необходимую для работы, от луча света, а не от тепла.
Доктор философии и первый автор исследования Эбтсам Аленези подчеркнул, что датчик комнатной температуры безопаснее и дешевле в эксплуатации по сравнению с коммерческими аналогами, которые обычно работают при температуре от 150 до 400 °C.
