Наноразмерный датчик, разработанный армянскими биоинженерами, позволяет диагностировать легочные заболевания за несколько секунд. Руководит научной группой доктор технических наук, преподаватель Национального Политехнического университета Армении Ваге Буниатян.
Датчик с точностью до пикоампера
Основа технологии — тончайший трехслойный датчик (металл — сегнетоэлектрик — металл). К нему подключены платиновые электроды.
Они реагируют на заряженные ионы в окружающей среде (будь то воздух или жидкость). По тому, как проходит электричество на стыке сегнетоэлектрика и металла, можно измерять концентрацию самых разных веществ в воздухе или воде. Чем тут помогают наноструктуры? Они измерят силу тока со сверхвысокой точностью — до пикоампера (10 в минус 15-й степени).
Один из аспирантов ученого решил изучить чувствительность датчика к перекиси водорода. Зачем? Недавно выяснилось, что в выдыхаемом нами воздухе ее содержится больше обычного, если мы больны легочными заболеваниями — бронхитом, пневмонией или астмой.
Если у больного высокая температура, в поликлинике ему не нужно ждать результатов анализа. Достаточно подуть в спирометр, чтобы врачи поняли, в чем дело: что-то с легкими (на подробный анализ) или обычная простуда.
Перспективы для биоинженеров очень большие. Электрическими методами (с измерением сопротивления) сейчас проводят импедансный анализ крови, жировых и других тканей в организме человека.
Буниатян и коллеги разработали не только технологию нанопленки, но и новый способ получения сырья.
Основой для него послужил самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), соавтором которого в конце 60-х стал советский физик армянского происхождения Александр Мержанов. Он позволяет не расплавлять металлы до высоких температур, а запускать цепную реакцию высокой температуры в них самих. В результате тратить приходится намного меньше энергии, а в исходном веществе оказывается намного меньше примесей. Этот метод давно успешно применяется и в науке, и в промышленности.
За пленки и датчики армянские физики взялись сообща: помогли и Ереванский государственный университет, и Институт физических исследований (ИФИ) и Институт радиофизики и электроники (ИРФЭ).
В изучениях и в изготовлении датчиков помогли коллеги из Германии и Швеции. Новые свойства сегнетоэлектриков армянские и европейские физики изучают уже около десяти лет. Теперь результатами их работы смогут воспользоваться медики, экологи, химики.
