|
Инновации: Мобильник с "носом"Ольга Максименко Не исключено, что в скором времени многие курильщики смогут услышать фразу "Кончай курить или проветри хотя бы! " от. .. сотового телефона. Российские ученые из Курчатовского института, НПП "Дельта" и НИИ измерительной техники разработали исключительно селективные и чувствительные газовые сенсоры, которые помещаются в мобильный телефон, почти ничего не весят и могут долго работать на одной маленькой батарейке, потребляя всего один микроватт энергии. "Созданию столь совершенной техники способствовали военные заказы еще в советское время, - рассказывает один из разработчиков сенсора Андрей Соколов. - Тогда потребовались газоанализаторы для системы безопасности системы "Буран-Энергия" и оснащения марсохода. Сейчас мы усовершенствовали технологию как получения таких сенсоров, так и обработку сигналов с них". Вообще говоря, газовых сенсоров, предназначенных для определения концентрации в воздухе тех или иных газов, сейчас довольно много, и выпускаются они многомиллионными тиражами. Приборы на их основе чувствительные, но не селективные, а это весьма существенный недостаток. Его исправляют, либо увеличивая концентрацию металлов в чувствительном слое, что приводит к нестабильности, либо формируя мультисенсоры. Они состоят из десятков сенсоров, по одному на каждый газ, а полученный сигнал приходится долго и хитроумно обрабатывать. Уникальность новых сенсоров - в их универсальности, которую обеспечивает важнейшая деталь, а именно мембрана сложной многослойной конструкции с полупроводниковым чувствительным слоем. На внешней ее стороне - слой очень пористого полупроводникового сорбента, оксида олова. Практически все газы в той или иной степени в нем удерживаются. Под ним тончайшая пленка нагревательного элемента, между прочим - платинового. Еще ниже - тонкая мембрана из слоев оксидов и нитридов кремния. Что-то вроде очень маленькой книги со множеством страниц. Благодаря многослойной конструкции мембраны она не деформируется даже от нагрева до 500 градусов, и столь тонкий сенсор удается нагревать короткими периодическими импульсами. Это-то и приводит к огромной экономии энергии. Итак, все примеси из воздуха сорбировались во внешнем слое сенсора. Чтобы узнать, какова их природа и выяснить точный состав газовой смеси, этот слой нагревают и параллельно измеряют электропроводность слоя - она зависит от того, сколько какого газа на нем собралось. При нагревании газы испаряются, причем каждый вид молекул "расстается" с полупроводниковым сорбентом при строго определенной температуре. Так получается "термоспектрограмма" - зависимость электропроводности полупроводникового слоя от температуры. Расшифровав ее, и удается определить состав воздуха. Для этого сенсор соединен с микропроцессором, который и управляет действиями прибора: сканирует по температуре, снимает информацию и интерпретирует полученные данные. О результатах он может доложить и в письменной, и в устной форме - либо в виде текста или цифр на экране мобильного, либо в виде голосового сообщения.
|
|