Чувствительные сенсоры всё чаще становятся востребованными не только в науке, но и на практике. Так, в частности, их применяют, чтобы определить концентрацию антибиотика в пище или определить наличие в воздухе вредных газов. В числе активных разработчиков инновационных технологий – Томский политехнический университет (ТПУ).

Учёные изобрели колориметрические сенсоры, способные распознавать полезные вещества и токсины в пищевых продуктах, напитках, биологических жидкостях, а также поверхностных и подземных водах. Систему обнаружения можно связать со смартфоном и с помощью нейросети провести первичный химический анализ, включая его концентрацию. Вся процедура занимает от нескольких секунд до минуты в зависимости от типа вещества. При обнаружении вредных веществ учёные опираются на нормативные документы по предельно допустимым концентрациям веществ и естественным ограничениям по формированию сигнала.

Принцип работы колориметрической системы прост. Каждый сенсор имеет внутреннюю структуру, которая позволяет менять цвет при контакте с целевым веществом. Смартфон получает цифровое изображение сенсора, затем по его цвету и интенсивности интерпретирует результат в виде распознавания вещества и определения его концентрации.

Сенсоры сделаны из безопасного и распространенного оргстекла – полиметилметакрилата. Политехники модифицируют его внутреннюю структуру, это позволяет сенсору менять цвет при контакте с образцом. Кроме того, полиметилметакрилатная матрица способна самостоятельно избирательно «находить» нужное вещество из сложных смесей, включая биологические жидкости и растительные экстракты. Структура и цвет сенсора задается при изготовлении индивидуально под каждое вещество по принципу «одно вещество – один сенсор – один цвет».

Колориметрические сенсоры учёных ТПУ можно использовать также для мониторинга нефтяных месторождений, в гидрологических исследованиях поверхностных вод, экологическом мониторинге территорий, включая подземные водозаборы, а также для контроля качества пищевой продукции и напитков. Исследования поддержаны грантом РНФ. Последние результаты работы учёных опубликованы в журнале Optical Materials, сообщается на сайте ТПУ.