Szczebioczący detektor gazu

Szczebioczący detektor gazu

Naukowcy z National Institute of Standards and Technology (NIST) skonstruowali czujnik, który jest w stanie wykryć najmniejszą nawet ilość określonego gazu. Nowe czujniki są setki razy szybsze i czulsze niż stosowane dotąd. Dzięki temu są niedrogie, przenośne i na tyle szybkie, że obszar ich zastosowań jest bardzo rozległy.

Według jego twórców, nowy czujnik przezwycięża wiele trudności związanych z detekcją gazów śladowych, a technika ta jest wykorzystywana w przemyśle do pomiaru zanieczyszczeń w procesie produkcji. Śladowe ilości określonego gazu mogą wskazać obecny w sąsiedztwie problem, ale wiele spośród istniejących czujników jest w stanie wykryć tylko pewne rodzaje gazów, a inne zwracają wynik po zbyt długim czasie.

„Ten nowy czujnik może równocześnie wykrywać wiele różnych gazów śladowych z bardzo dużą prędkością i czułością.” – stwierdził Kevin Douglass, chemik z NIST. „Do tego powstał w oparciu o gotowe, dostępne rozwiązania, które można wziąć w swoje ręce. Mamy wrażenie, że ma on bardzo duży potencjał.” – dodał.

Rdzeniem nowego czujnika jest wykorzystanie promieniowania terahercowego. Fale terahercowe pozwalają precyzyjnie identyfikować rodzaje gazów oraz mierzyć ich stężenie. Zespół z NIST skonstruował technologię, która obraca cząsteczki ‘w fazie’, zupełnie jak w pływaniu synchronicznym, i z łatwością wykrywa kręcące się molekuły, gdy te stopniowo wypadają z fazy.

Główną korzyścią płynącą z nowej technologii jest to, że umożliwia natychmiastowe wykrycie niemalże każdej cząsteczki gazu dzięki częstotliwościom terahercowym. Dotąd, konieczne było wystawienie cząsteczek na działanie całego terahercowego spektrum, częstotliwość po częstotliwości. A ponieważ żadna dostępna obecnie technologia nie pozwala szybko i łatwo przejść przez cały zakres częstotliwości, naukowcy z NIST musieli nauczyć swoje urządzenie ‘szczebiotać’.

„Czujnik wysyła szybką serię fal z zakresu od niskich do wysokich częstotliwości, zupełnie jak ‘szczebiotanie’ ptaków.” – stwierdził Douglass. „Żaden inny terahercowy czujnik nie jest w stanie tego dokonać i to dlatego nasz działa tak szybko. Jedną z głównych innowacji było nauczenie go szczebiotać w kontrolowany powtarzalny sposób, a także narzędzie do matematycznej analizy, które pomaga określić rodzaj gazu.” – dodał Douglass.

(lk)