Учёные Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН в Томске разработали прототип портативного газоанализатора, способного определять полный молекулярный состав сложных газовых смесей.
Принцип его работы основан на явлении комбинационного рассеяния света (рамановской спектроскопии).
Как пояснил руководитель разработки, кандидат технических наук Дмитрий Петров, суть метода можно сравнить с простым экспериментом: если направить лазерный луч через воздух и использовать светофильтр, можно увидеть, как частицы в его области светятся разными цветами. Каждое вещество при взаимодействии с лазером переизлучает свет на уникальных длинах волн, создавая спектральный «отпечаток», по которому можно точно идентифицировать его состав.
Ключевым преимуществом нового прибора является его высокая чувствительность — он способен обнаруживать молекулы, концентрация которых превышает одну тысячную долю процента. Для достижения такого результата исследователям пришлось решить сложную задачу по усилению крайне слабых сигналов от малых концентраций веществ, чтобы они не «тонули» в собственных шумах оборудования. «Мы выбрали путь увеличения интенсивности сигналов», — отметил Дмитрий Петров.
Анализатор отличается простотой, компактностью и неприхотливостью в эксплуатации по сравнению с громоздкими лабораторными хроматографами и масс-спектрометрами, требующими работы подготовленного специалиста. Дизайн прибора современный, а некоторые его компоненты были созданы прямо в институте с помощью 3D-печати в рамках гранта программы «Умник».
Разработка стала результатом пятилетнего цикла исследований на стыке фундаментальной спектроскопии и прикладной оптики. Сейчас учёные активно работают над созданием методик и алгоритмов обработки сигналов, а также над пополнением библиотеки спектральных параметров для различных молекул. В планах научной группы — наладить мелкосерийное производство этого уникального прибора, сообщает Наука.рф
