Новый способ выявления CO2

Обнаружить присутствие в воздухе определенных газов можно с помощью различных современных технологий, даже при помощи мобильного телефона, который привыкли использовать для того, чтобы совершить звонок или скачать оперу, но обычно всем им присущи те или иные недостатки, в частности высокое потребление энергии, большие габариты, невысокая скорость работы и чувствительность к влажности.

Группе ученых из Университета Киото (Япония) удалось преодолеть все эти недостатки путем создания нового недорогого материала, способного быстро и точно выявлять определенный газ в самых разных условиях. Кроме того, его можно использовать повторно, а также определять концентрацию газа. Ученые рассчитывают создать на его основе простое в применении устройство.

В опубликованной в журнале Nature Materials статье описывается применение гибкого кристаллического материала - пористого координационного полимера (ПКП) – который трансформируется в соответствии с изменениями окружающей среды. При введении флуоресцентной молекулы-репортера (дистирилбензола, или ДСБ), композит становится чувствителен к диоксиду углерода и в его присутствии начинает светиться, причем интенсивность свечения меняется в зависимости от концентрации газа.

По словам ученых, настоящим испытанием для них было определить, сможет ли композит отличить диоксид углерода от ацетилена, поскольку они обладают похожими физико-химическими свойствами. Результаты ясно показали, что используемая комбинация ПКП и ДСБ по-разному реагирует на эти два газа, что дает возможность точно определять наличие CO2 в различных условиях.

В естественном состоянии ДСБ представляет собой длинную, плоскую молекулу, испускающую синий свет. При поглощении полимером молекула скручивается, что, в свою очередь, вызывает перекос всей структуры ПКП. В этих условиях свечение ДСБ значительно уменьшается. Ученые установили, что в присутствии CO2 молекулы дистирилбензола возвращаются к прежней, плоской форме (как и структура полимера) и вновь начинают светиться. Важно также то, что эти этапы могут повторяться, не приводя к существенным изменениям в композите. Это дает возможность разработки широкого диапазона недорогих многоразовых газовых детекторов.