В ИТМО создали технологию, которая сможет контролировать утечку опасных газов

Для создания детекторов газоанализаторов обычно используются халькогенидные пленки, которые имеют высокую чувствительность к инфракрасному излучению. Однако для улучшения их чувствительности требуется термообработка в печах открытого типа, что является сложным и негарантированным процессом.

Исследователи ИТМО предложили новый подход, который заключается в модификации халькогенидных пленок с помощью лазерного излучения. Они использовали лазер с длиной волны 405 нм и 1064 нм для облучения пленок. В результате такой обработки удалось значительно улучшить оптические и электрические характеристики пленок.

Модифицированные пленки были внедрены в прототип оптического газоанализатора. После модификации отражение от пленок в видимом диапазоне длин волн снизилось до 10%, что повысило их чувствительность к инфракрасному излучению. Такой подход позволяет более точно обнаруживать утечки газа и оперативно реагировать на возможные опасности.

Оптический газоанализатор работает следующим образом: инфракрасное лазерное излучение освещает чувствительный детектор (модифицированную халькогенидную пленку), и изменения в электрических характеристиках детектора фиксируются в режиме реального времени. Если происходит утечка газа, поглощение инфракрасного излучения меняет выходные характеристики детектора, что сигнализирует об опасности.

Преимущество этой технологии в ее автоматизированности и простоте в использовании. Параметры модификации пленок можно настроить в лазерной установке и сохранить их для последующего использования. Это позволяет получать одинаково модифицированные пленки без необходимости повторного настройки оборудования.

Такой подход к повышению чувствительности детекторов газоанализаторов имеет широкий потенциал применения на различных производствах, включая нефте- и газоперерабатывающие заводы, угольные шахты и другие опасные производственные объекты. Это поможет обнаруживать утечки углекислого газа, метана и других опасных газов, что в свою очередь повысит безопасность работников и предотвратит возможные аварии.

В будущем исследователи планируют расширить спектр обнаруживаемых газов, включая такие опасные вещества, как сероводороды. Для этого потребуется разработка новых технологий, позволяющих селективно детектировать различные газы и использовать более широкий спектр излучения.

Работа ученых ИТМО поддерживается грантом Российского научного фонда (РНФ), а результаты исследования были опубликованы в международном научном журнале Applied Sciences. Этот новый метод модификации детекторов газоанализаторов с использованием лазерного излучения открывает перспективы для улучшения безопасности на производстве и защиты окружающей среды.