Ключевые технологии исследования и разработки высокоэффективных акустических датчиков жидкости

Целью международного междисплинарного проекта является теоретический анализ, компьютерное моделирование, разработка, создание и исследование акустоэлектронных биологических и жидкостных аналитических датчиков различных типов. В работе будут разработаны, созданы, исследованы и апробированы экспериментальные образцы многопараметрических мультимодальных акустоэлектронных биологических датчиков на основе пьезоэлектрической подложки из ниобата лития, а также структуры «пластина TeO2 – пленка ZnO» и новый акустоэлектронный метод бесконтактного определения электрофизических свойств жидкости. Будет разработан и апробирован метод получения и исследования бактериальных клеток на основе культуры метилотрофных микобактерий (Methylobacterium, Rhodococcus), капсулированных биогенными наночастицами серебра и железа. Регистрация изменения физических свойств культуральной среды в результате взаимодействия бактериальных клеток и катионсодержащих растворов позволит определять присутствие тестовой микрофлоры с точностью не менее 10000 кл/мл. Используемые при разработке биологических датчиков акустоэлектронные технологии, в отличие от кондуктометрического подхода, позволяют реализовать бесконтактный метод измерения, предотвратить контакт исследуемого вещества с электродной структурой устройства, что значительно увеличивает срок его службы и повышает стабильность самого измерительного процесса. В отличие от флуоресцентных сенсоров, использующих спектроскопические технологии, акустические датчики не требуют специальной оптической аппаратуры и маркеров. Предлагаемые акустоэлектронные датчики не содержат активных функциональных сенсорных покрытий, которые могут менять свои свойства со временем. Результаты, получаемые Китайской командой, позволят расширить спектр разрабатываемых датчиков жидкости за счет использования другого типа акустоэлектронных устройств – тонкопленочных резонаторов на объемных акустических волнах (FBAR), а также разработать программное обеспечение для расчета конструкций оптимальных FBAR устройств. Результаты работы в виде права на патенты и созданных ТЗ на ОКР будут переданы Индустриальному партнеру для дальнейшей коммерциализации.