Contando com nanotecnologia, cientistas da Rússia e da Alemanha liderados pelo cientista pesquisador da Skoltech Fedor Fedorov desenvolveram uma solução inovadora para detectar vestígios de gás no ar.

Dada a crescente população global, a humanidade necessita urgentemente de sensores de gás precisos e acessíveis que possam monitorar de forma confiável o estado da atmosfera. O sensor de gás ideal seria altamente sensível e seletivo, permitindo detectar até mesmo os traços mais leves de certos tipos de substâncias no ar. Também seria barato de produzir e energeticamente eficiente.

Atualmente, a maioria dos sensores de gás são feitos de óxidos de metal de transição, materiais de carbono (grafeno, nanotubos de carbono) e vários polímeros. Apesar do progresso óbvio no aumento da sensibilidade de tais sensores, a seletividade inadequada continua sendo um problema chave. Além disso, há sempre uma necessidade de novas tecnologias que sejam compatíveis com a eletrônica moderna. Cientistas de várias universidades da Rússia e da Alemanha se uniram para enfrentar esses desafios.

Como resultado de sua pesquisa, eles desenvolveram uma solução nanotecnológica para a criação de um sensor altamente sensível e seletivo. Esses novos sensores consistem em matrizes de nanotubos feitos de dióxido de titânio. Eles escolheram o dióxido de titânio porque apresenta boas propriedades quimio-resistivas; seu nível de resistência varia com o aparecimento de vapores de gás na atmosfera.

O dispositivo é capaz de identificar os tipos de substâncias dividindo um determinado material em segmentos e processando o sinal vetorial obtido usando técnicas de reconhecimento de padrões. Isso permite que ele crie uma espécie de impressão digital para cada tipo de gás que detecta. Além de seu impacto ambiental, este dispositivo pode ser eficaz para ajudar os médicos a diagnosticar doenças. Quando as pessoas têm certas doenças como diabetes ou câncer, sua respiração contém quantidades anormalmente altas de gases orgânicos, particularmente acetona. O sensor de gás seria capaz de detectar essas anormalidades nos pacientes.

A tecnologia é barata e escalonável para eletrônicos modernos. A tecnologia envolve métodos de química suave para fabricar a matriz nanotubular, que é então transferido para o chip para servir como uma camada sensível. "Durante nossos estudos de laboratório, fomos capazes de testar a resposta do nosso sistema à acetona, isopropanol e etanol. Os dois últimos gases são muito semelhantes entre si. Fomos capazes de detectar esses gases e distingui-los uns dos outros. Para fazer isso, treinamos nosso sistema para identificar a aparência de um gás por meio de sua impressão digital, '"disse Fedorov. Os resultados do estudo foram publicados em Relatórios Científicos .