Выбросы токсичных газов промышленными предприятиями — один из основных источников загрязнения окружающей среды. Среди них особое место занимает диоксид азота (NO2) – весьма опасное соединение, которое числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ. Источниками его выбросов кроме промышленности является также автомобильный транспорт и энергетический сектор. Даже в малых концентрациях NO2 оказывает сильное негативное воздействие на организм человека (предельно допустимая концентрация составляет всего 0,0001%). В небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших дозах вызывает отёк лёгких. Поэтому крайне важно контролировать содержание NO2 в воздухе. Любопытно, что токсин часто называют «лисьим хвостом» за характерный рыжий или красно-бурый цвет.

До недавнего времени концентрацию NO2 могли определить лишь в сухом воздухе; понятно, что реальная атмосфера в наших широтах редко бывает предельно сухой. Научные сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН разработали высокочувствительный сенсор для фиксации этого газа в условиях повышенной влажности. Полученный датчик может быть использован как для мониторинга окружающей среды, так и в медицине. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science, сообщается на сайте ИОНХ РАН.

Учёные в качестве чувствительного слоя сенсора выбрали оксид цинка (ZnO) с добавкой европия (Eu) или празеодима (Pr). Для его нанесения использовалась одна из разновидностей аддитивной технологии – метод микроэкструзионной печати, который позволяет воспроизводить различные покрытия. Процесс детектирования газа сенсором связан с изменением электрического сопротивления вследствие протекания обратимых химических реакций на поверхности чувствительного слоя.

Результаты работы актуальны не только для фундаментальной науки, но для прикладного использования. Полученные в данной работе сенсоры можно использовать для определения содержания диоксида азота при мониторинге качества воздуха в городах и на промышленных предприятиях. Сенсоры можно использовать и в медицине для первичной диагностики пациентов по составу выдыхаемого воздуха, так как диоксид азота является маркером некоторых воспалительных процессов, происходящих в желудочно-кишечном тракте.