Диоксид азота — опасный для человека парниковый газ без цвета и запаха. Ученые создали энергоемкий ультратонкий датчик, который позволит защитить от опасного оксида. Диоксид азота появляется в воздухе благодаря автомобилям, работающим на ископаемом топливе, и газовым печами. Он вреден не только для климата, но и для здоровья человека.

Длительное воздействие NO₂ связано с ростом случаев сердечных и респираторных заболеваний. Стоит отметить, что парниковый эффект NO₂ в 300 раз выше чем у СO₂, что делает его одним из самых опасных газов.

Двуокись азота не имеет запаха и невидима, поэтому для обнаружения газа понадобится специальный датчик. Он должен точно определять опасные концентрации токсичного газа. Проблема в том, что большинство доступных сейчас датчиков являются энергоемкими. Для достижения надлежащих характеристик они работают при высоких температурах.

Ультратонкий датчик, разработанный группой исследователей из Национальной лаборатории им. Лоуренса (Berkeley Lab) и Калифорнийского университета в Беркли, может решить эту проблему.

Слева: электронно-микроскопическое изображение с атомным разрешением двух- и трехслойной областей Re0.5Nb0.5S2, показывающее порядок его укладки. Справа: график переноса заряда в реальном пространстве, показывающий перенос заряда от Re0,5Nb0,5S2 к молекуле NO₂. Цветовой ключ: Re показан в темно-синем цвете; Nb фиолетовым цветом; S желтым; N зеленым; H серым цветом; О синим цветом; и C красным. Предоставлено: Алекс Зеттл / Berkeley Lab.

В своей статье, опубликованной в журнале Nano Letters, исследовательская группа рассказала об атомарно тонком 2D-датчике. Его особенность в том, что он работает при комнатной температуре и, следовательно, потребляет меньше энергии, чем аналоги. Авторы разработки подчеркивают, что прибор, созданный из однослойного сплава дисульфида рения и ниобия, также отличается превосходной химической специфичностью и временем восстановления.

В отличие от других 2D-устройств, изготовленных из таких материалов, как графен, новый датчик избирательно реагирует на молекулы диоксида азота с минимальной реакцией на другие токсичные газы, такие как аммиак и формальдегид. Кроме того, он способен обнаруживать сверхнизкие концентрации диоксида азота, по крайней мере, 50 частей на миллиард.