Газоаналитический мультисенсорный чип на основе макромолекулярных композитов функционализированных графенов, модифицированных красителями

Результат научно-исследовательской разработки Университета ИТМО. Разработка относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к газовым сенсорам газоаналитическим мультисенсорным линейкам хеморезистивного типа и способам их изготовления. Газовые сенсоры хеморезистивного (или кондуктометрического) типа широко применяются для детектирования примесей в окружающей атмосфере, в первую очередь, токсичных и горючих газов. В настоящее время газовые сенсоры хеморезистивного типа являются наиболее дешевыми и простыми в эксплуатации и широко применяются для детектирования примесей в окружающей атмосфере, в первую очередь, горючих газов. Базовая структура таких сенсоров, как правило, включает подложку, на которую наносят измерительные электроды, между которыми помещают сенсорный (или газочувствительный) материал. Самыми популярными материалами для изготовления хеморезисторов являются широкозонные полупроводники из оксидов и сульфидов металлов, которые отличаются высокой газочувствительностью и долговременной стабильностью при работе в диапазоне низких концентраций газов и летучих органических соединений (ЛОС). Задачей изобретения являлась разработка газоаналитического мультисенсорного чипа на основе макромолекулярных композитов функционализированных графенов, ковалентно модифицированных молекулами органических красителей, с повышенной чувствительностью и селективностью распознавания газов без необходимости нагрева газочувствительного слоя, упрощения способа его изготовления, расширение номенклатуры газовых детекторов на основе газочувствительных материалов, работающих при комнатной температуре. Газоаналитический мультисенсорный чип, включающий диэлектрическую подложку, расположенные на подложке компланарные полосковые электроды, терморезисторы и нагреватели, при этом поменьшей мере часть поверхности электродов и подложки между электродами покрыта газочувствительным слоем, у которого при комнатной температуре изменяется сопротивление под воздействием примесей органических паров или паров воды в окружающем воздухе, отличающийся тем, что газочувствительный слой образован, по меньшей мере, двумя сегментами, изготовленными измакромолекулярных композитов на основефункционализированных графенов, ковалентно модифицированных молекулами красителей в концентрации не менее 1 ат. %, выбранными из группы, включающей красители парадиметиламинобензилиденороданин, «Акридиновый желтый», «Парарозанилин», «Бисмарк коричневый», «Нейтральный красный» и «Азур А», при этом сегменты газочувствительного слоя выполнены с переменной и отличающейся друг от друга толщиной от 100 нм до 2000 нм. Полученные результаты свидетельствуют о высокой газочувствительности и эффективности распознавания газов предлагаемым детектором. Изобретение позволяет не только детектировать данные газы, то есть выполнить функцию сенсора, но и идентифицировать их, то есть выполнить функцию газоанализатора.