Загрязнение воздуха продолжает вызывать озабоченность во всем мире. Все большее число исследований, проводимых Всемирной организацией здравоохранения, показывают причинно-следственную связь между частицами и болезнями легких, сердечно-сосудистыми заболеваниями и преждевременной смертью. Исследователи, связанные с Манчестерским университетом, Великобритания, разработали новые датчики на основе графена для измерения качества воздуха; и они могли скоро войти в массовое производство.

Манчестерский университет имеет отличную репутацию в мире графена и может похвастаться современным научно-исследовательским институтом: Национальным институтом графена. В 2010 году два университетских исследователя получили Нобелевскую премию за работу по механической прочности графена. Теперь одна из их дочерних компаний, Riptron Ltd, наладила новое партнерство с китайской корпорацией Tungshu Optoelectronics, и они разработали новые графеновые датчики, способные измерять качество воздуха.

Графен является уникальным и очень универсальным 2D материалом. Он обычно используется в датчиках, где его электрические и механические свойства могут быть использованы и адаптированы для целого ряда областей применения: биосенсоры, датчики температуры, пьезоэлектрические датчики – и многие другие. Состоящий из однослойного графита, графен сочетает в себе превосходную прочность на растяжение, большое отношение поверхности к объему и превосходную проводимость; охотно занимается разработкой прочных, но легких датчиков во многих отраслях промышленности.

Лист графена имеет толщину всего в один слой. Это означает, что каждый атом подвергается воздействию окружающей среды и способен ощущать изменения в своей среде. Лист также содержит дефекты, которые могут улучшить эффективность поглощения на поверхности листа, что позволяет более охотно обнаруживать изменения. Графеном также можно манипулировать как полупроводником. Путем введения запрещенной зоны в 2D-слой можно провести четкое различие между состояниями «включено» и «выключено»; снова полезное свойство для разработки датчиков.

Проект реализуется отделом интеллектуальной собственности Университета, UIMP и Graphene Enabled – инициативой Университета «Рука помощи» для стартапов на основе графена. Инвесторы вложат около 1 миллиона фунтов стерлингов в Riptron Ltd для поддержки проекта, предоставив свой опыт и репутацию в индустрии графена для поддержки и развития массового производства датчиков.

Мы очень рады новому сотрудничеству между Университетом Манчестера и Tunghsu Optoelectronic. Мы рассчитываем на сотрудничество с нашими новыми партнерами

Профессор Нэнси Ротвелл, Президент и вице-канцлер Манчестерского университета

Компания Tungshu Optoelectronics, входящая в группу Tungshu, является признанным лидером в промышленности графена в Китае. Их портфель уже включает графеновые системы анти-покрытия, литий-ионные аккумуляторы на основе графена, энергосберегающее освещение графена и системы терморегулирования графена. Работая вместе с Манчестерским университетом, докторами Кумаром и Мильорато, новые графеновые датчики качества воздуха будут добавлены в их репертуар.

«Я считаю, что работая вместе, мы можем предоставить технологическое решение для картирования качества воздуха в режиме реального времени, чтобы помочь местным органам власти ввести новые уровни правил охраны окружающей среды, здоровья и безопасности», – утверждает доктор Кумар.

По данным Всемирной организации здравоохранения, ошеломляющий 91% населения мира живет в местах, где качество воздуха превышает нормы. Интеллектуальные датчики, подобные этим, могут обеспечить реальное и реальное представление о качестве воздуха во всем мире и предоставлять бесценные данные для борьбы с глобальными проблемами загрязнения.