Наноструктурированные малоинерционные оптико-химические сенсоры с усиленной чувствительностью за счет эффектов наноплазмоники

Исследованы оптико-химические сенсоры на основе наноструктурированных сред. Цель работы - исследование и экспериментальная реализация сенсоров, используя среды на основе монодисперсных сферических частиц кремнезема как чувстительные элементы или как матрицу для создания чувствительных элементов. В рамках работы экспериментально реализован сенсор на основе регистрации интерференционной картины света, возникающей при полном внутреннем отражении от кремнеземного фотонного кристалла. Сенсор может перенастраиваться как для измерения малых (1 ppm), так и больших (до 10%) концентраций аммиака и обеспечивать время отклика примерно 1 мин. Также разработан чувствительный элемент сенсора для детектирования первичных алифатических аминов в газовой фазе при использовании кремнеземных наночастиц, модифицированных хромофорами пирилоцианинового ряда. Показано, что использование ФК-пленок опала в качестве матрицы для нанокомпозитов позволяет повысить чувствительность детектирования аминов в десять раз по сравнению со стеклянной подложкой и достичь чувствительности 0,1 ppm для селективного детектирования паров н-бутиламина. Результаты данного исследования по реализации сенсора на аммиак могут служить основой для разработки датчика высоких концентраций аммиака в индустриальном исполнении. Датчик такого рода может быть использован в промышленности попроизводству аммиака, для контроля работы очистительных и охлаждающих установок. В настоящее время на рынке отсутствуют датчики для измерения больших концентраций аммиака. Чувствительный элемент сенсора для детектирования первичных алифатических аминов в газовой фазе может быть основой для дальнейших исследований и разработок хромофоров для повышения чувствительности и селективности датчика для детектирования первичных алифатических аминов.