Новый метод позволит упростить мониторинг вредных выбросов в атмосферу и контролировать безопасность на предприятиях
Российские ученые разработали методику, которая позволяет повысить чувствительность промышленных и лабораторных датчиков утечки углекислого газа, метана и различных продуктов нефтепереработки при помощи лазерной обработки пленок из селенида свинца, используемых для улавливания этих газов. Об этом сообщила в среду пресс-служба петербургского Университета ИТМО.
«Наш метод позволит упростить мониторинг вредных выбросов в атмосферу и контролировать безопасность на предприятиях, в научных лабораториях, где имеют дело с опасными газами — углекислым и метаном. Это особенно важно в нефтегазовой промышленности и на местах добычи полезных ископаемых, например, в угольных шахтах», — пояснила младший научный сотрудник Института лазерных технологий ИТМО (Санкт-Петербург) Анастасия Ольхова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют исследователи, созданный ими датчик выбросов опасных газов основан на базе тонких пленок из селенида свинца. Эти пленки способны улавливать излучение, которое вырабатывается в результате взаимодействий между молекулами углекислого газа, метана, продуктов переработки нефти и свечением встроенного в детектор источника инфракрасных волн.
Ученые обнаружили, что чувствительность таких детекторов можно значительным образом повысить, если обработать поверхность пленок при помощи специфических импульсов лазерного излучения с длинами волн в 405 и 1 064 нанометров. Подобные вспышки света позволяют удалить дефекты с поверхности пленок и структурировать их поверхность таким образом, что материал станет особенно чувствительным к изменениям спектра ИК-излучения.
«Разрабатываемый лабораторный газоанализатор основан на оптическом принципе детектирования. Инфракрасное излучение от источника с длинами волн от трех до пяти микрометров проходит через открытое пространство, заполненное газом, молекулы которого имеют пики поглощения в данном диапазоне. Определенные спектральные линии, соответствующие эти пикам, затухают, в результате чего меньшее количество излучения доходит до пленки. Такую зависимость можно фиксировать в режиме реального времени, что и делает газоанализатор», — пояснила Ольхова.
По словам исследователей, созданная ими технология лазерной модификации полностью автоматизирована. Для ее работы достаточно задать нужные параметры для модификации пленок детектора, чтобы получать повторяемые характеристики на выходе. Предложенный учеными метод не требует дорогого оборудования, что позволит быстро внедрить его на реальные промышленные объекты, подчеркнули исследователи.
