Группа корейских ученых создала гибкую и биоразлагаемую систему газовых сенсоров с чувствительностью в 100 раз выше, чем у конкурентов, и очень высокой селективностью к оксидам азота. В эксперименте in vitro была продемонстрирована устойчивая работа матрицы датчиков при комнатной температуре и во влажной среде, что позволяет использовать сенсоры для биомедицинских приложений и мониторинга окружающей среды.

Статья с описанием характеристик системы и технологии ее изготовления опубликована в журнале Nature.

Оксид азота NO играет важную роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы человека. Он вырабатывается в организме и заставляет кровеносные сосуды расширяться, усиливая кровоток и перемещая питательные вещества и кислород по всему телу. Но это далеко не все. Среди ученых пока нет однозначного представления о тех функциях, которые NO выполняет для иммунной системы человека.

Их очень много, так что иммунологи считают оксид азота одним из самых универсальных биомаркеров для нервной, сосудистой и дыхательной систем. Оксид азота участвует в патогенезе и аутоиммунных процессах, сопровождает течение инфекций, опухолей и хронических дегенеративных заболеваний. Активность NO сильно зависит от его концентрации, а защитные и токсичные эффекты газа зачастую наблюдаются параллельно. Кроме того, оксид азота после превращения в диоксид NO₂ служит основным загрязнителем воздуха, вызывающим кислотные дожди и вредное образование озона.

Неудивительно, что созданием датчиков NO_x (NO/NO₂) в организме занимаются многие группы ученых. Для этого они используют связывающие оксид азота графен, углеродные нанотрубки, полимеры и оксиды металлов, а также модификации этих структур, добиваясь как можно большего соотношения поверхности к объему. Однако слишком большая жесткость, низкая чувствительность, плохая селективность, высокое энергопотребление и неспособность к биоразложению затрудняют использование таких материалов для носимых и имплантируемых датчиков.

Гван-Джин Ко из Университета Кореи в Сеуле и Су Док Хан из Университета Кембриджа с коллегами использовали для создания сенсоров NO_x, работающих при комнатной температуре, монокристаллическую кремниевую наномембрану (SC–Si NM).