Японские инженеры разработали наномеханическую мультисенсорную систему на базе MEMS для детекции опасных газов

На 35-й международной конференции по микроэлектромеханическим системам (MEMS 2022) группа исследователей под руководством профессора Такахито Оно из Университета Тохоку представила инновационную разработку — мультисенсорную матрицу для обнаружения опасных летучих веществ. Работа, выполненная в сотрудничестве с коллегами из Китая и Японии, демонстрирует новый подход к созданию компактных систем мониторинга воздуха.

Разработанный чип объединяет в себе множество наномеханических резонаторов, каждый из которых покрыт специфическим полимерным или функциональным слоем. При адсорбции молекул целевого газа изменяется резонансная частота элемента — эти сдвиги регистрируются в реальном времени с точностью до долей герца. Ключевым достижением стало создание алгоритма, позволяющего разделять сигналы от разных типов газов даже при их одновременном присутствии, что критически важно для обнаружения сложных смесей.

В отличие от традиционных электрохимических датчиков, MEMS-матрица отличается миниатюрностью (чип занимает площадь менее 1 кв. см), низким энергопотреблением и возможностью интеграции в портативные устройства и системы Интернета вещей. Потенциальные области применения включают системы безопасности на промышленных предприятиях, досмотровое оборудование в аэропортах и медицинскую диагностику по выдыхаемому воздуху. Исследователи отмечают, что в ближайших планах — адаптация технологии для обнаружения взрывчатых веществ и химических отравляющих агентов.