Исследовательская группа Корейского института материаловедения разработала первый в мире датчик газа аммиака (NH₃) на основе пленки бромида меди (CuBr), которая может быть изготовлена с помощью простого процесса растворения при низкой температуре. Эта прорывная технология не только обеспечивает гибкость сенсора, сверхчувствительность и высокую селективность, но и значительно снижает производственные затраты. Работа опубликована в журнале Sensors and Actuators B Chemical.
Датчики аммиака определяют его содержание в воздухе и используются для мониторинга окружающей среды внутри и вне помещений, обнаружения опасных газов в промышленных условиях и диагностики заболеваний. Пленка бромида меди (CuBr), используемая в датчике, демонстрирует значительное изменение электрического сопротивления при воздействии аммиака, что позволяет обнаруживать даже низкие концентрации этого газа.
При использовании традиционных методов формирование пленки бромида меди (CuBr), необходимой для датчика, требовало высокотемпературного вакуумного процесса при температуре выше 500°C. Это создавало трудности при нанесении пленки на гибкие подложки, уязвимые к нагреву, а также приводило к высоким производственным затратам. Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа разработала метод формирования двумерного медного нанолиста на подложке при температуре ниже 150°C без использования вакуумного процесса. Затем ученые синтезировали пленку бромида меди с помощью простого процесса на основе раствора. В результате был создан датчик на пластиковой подложке.
В ходе данного исследования был успешно разработан высокочувствительный датчик, способный определять концентрацию аммиака до одной части на миллион (ppm) с помощью низкотемпературного процесса на основе раствора. Этот прорыв значительно снижает производственные затраты и предлагает потенциальное применение в носимых датчиках и диагностических медицинских устройствах. Кроме того, экспериментальные испытания, включающие более 1 000 циклов изгиба, подтвердили, что датчик сохраняет высокую производительность и работает стабильно.
Доктор Джонгвон Юн, ведущий исследователь, заявил: «Датчик аммиака имеет большой потенциал для применения в гибких и носимых устройствах. Его можно использовать в широком спектре приложений, от мониторинга качества воздуха в помещении до управления здоровьем человека. В частности, мы ожидаем, что его можно будет использовать в качестве датчика для диагностики заболеваний, прикрепив к телу человека для анализа выдыхаемого воздуха».
[Фото: Jongwon Yoon / Korea Institute of Materials Science (KIMS)]
