Исследователи из Дартмутского колледжа, Университета Орегона и Ульсанского национального института науки и технологии представили революционный сенсор, способный детектировать оксид азота (NO) с исключительной чувствительностью и селективностью. Опубликованная в журнале Angewandte Chemie 12 декабря 2024 года, эта инновационная материальная структура представляет собой медьсодержащий электрически проводящий двухмерный металлорганический каркас (2D-cMOF).
Оксид азота играет решающую роль как в мониторинге окружающей среды, так и в медицине. Его присутствие в атмосфере, в основном из-за сжигания ископаемого топлива, способствует загрязнению воздуха, в то время как в медицине он служит важным биомаркером для таких состояний, как астма.
Новый сенсор 2D-cMOF эффективно работает при комнатной температуре и низком напряжении (0,1 В), достигая предела обнаружения примерно 1,8 частей на миллиард (ppb). Примечательно, что его можно повторно использовать по крайней мере семь раз без необходимости регенерации, что делает его практичным вариантом для различных применений.
Традиционные хеморезистивные сенсоры сталкивались с проблемами, такими как перекрестная реактивность и ограниченная повторная используемость. Инновационный подход, принятый исследовательской группой, заключался в создании более кристаллической структуры с помощью уникальной синтетической стратегии, что улучшило характеристики материала. Сенсор демонстрирует выраженную реакцию на NO даже в присутствии влаги, эффективно отличая его от других газов, таких как диоксид азота и аммиак.
Доктор Кэтрин Мирица, доцент химии в Дартмутском колледже и ведущий исследователь этого проекта, отметила, что ионы меди в каркасе имеют решающее значение для связывания NO, что способствует высокой чувствительности материала. Способность детектировать NO обратно открывает новые возможности для мониторинга окружающей среды и медицинской диагностики, что может привести к лучшему управлению качеством воздуха и улучшению протоколов лечения астмы.