Ученые из Санкт-Петербурга создали новый метод обнаружения опасных газов

Более дешевый и точный способ определения газообразных галогеноводородов, токсичных для человека, был разработан специалистами из Северо-Осетинского государственного университета и национального исследовательского университета ИТМО, расположенного в Санкт-Петербурге. Исследование проводилось согласно целям и задачам нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в пресс-службе ИТМО.

Галогеноводороды — соединения галогенов с водородом, в результате которых получаются бесцветные и токсичные для человека газы. Эти химические соединения часто используются на разных производствах. Их избыток в организме может вызвать отравление, поэтому чрезвычайно важно следить, чтобы концентрация в воздухе не превышала допустимую норму. Обнаружить низкое содержание этих веществ в воздухе можно только с помощью специальных сенсоров утечки газа.

Ученым удалось разработать для обнаружения галогеноводородов новый фотонный дизайн на основе перовскитных нанолазеров. Перовскит — это оптически активный материал, поэтому его наноструктуры правильной формы одновременно являются и резонаторами, и активной средой, позволяющей генерировать лазерное излучение. При утечке молекулы опасного газа через входной канал попадают в маленькую герметичную газовую ячейку с перовскитным нанолазером. После этого цвет люминесценции нанокристалла постепенно изменяется с зеленого на синий.

Однако человеку удастся заметить это только при высоких концентрациях газа. Чтобы уловить утечку галогеноводорода в малых количествах, специалисты предложили использовать внешний лазер сверхкоротких импульсов и спектрометр, который регистрирует, как в динамике изменяется длина линий пика лазерной генерации. По этим показателям исследователи могут сделать вывод, в какой концентрации есть опасные вещества в воздухе.

Новая технология помогает всего за несколько минут определять утечку одного из самых часто используемых на производстве соединений — хлористого водорода. Кроме того, метод работает для очень низких концентраций. Исследователи не исключают, что в будущем на основе разработанной технологии появится возможность сделать портативное и компактное устройство, которое можно использовать дома или даже носить на одежде во время работы.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.