Ученые создали уникальный материал толщиной в один атом

Выбросы вредных газов заводов, электростанций и транспортных средств на горючем топливе наносят серьезный ущерб окружающей среде и здоровью человека. В ответ на эти вызовы ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали уникальный двумерный наноматериал — графитоподобный нитрид углерода (g-C3N4), который может применяться в создании высокоточных сенсоров для обнаружения опасных газов и очистки воды.

Проблема загрязнения атмосферы

На сегодняшний день загрязнение воздуха является одной из самых острых экологических проблем. Вредные вещества ­— угарный газ, диоксид серы и летучие органические соединения — не только ухудшают качество воздуха, но и могут вызывать серьезные заболевания, включая респираторные и сердечно-сосудистые. К сожалению, эти газы часто не имеют цвета и запаха, что делает их обнаружение затруднительным без специальных технологий.

Для решения проблемы обнаружения токсичных газов активно разрабатываются различные газоанализаторы. Традиционные методы часто требуют сложного оборудования и высоких затрат, что ограничивает их массовое применение. В этом контексте полупроводниковые наноразмерные сенсоры становятся особенно актуальными благодаря своей низкой стоимости и простоте в производстве.

Графитоподобный нитрид углерода

Разработка g-C3N4 представляет собой значительный шаг вперед в области сенсорных технологий. Этот материал обладает уникальной кристаллической структурой, аналогичной графиту, и толщиной всего в один атом, что делает его фактически двумерным. Он производится из доступных и недорогих компонентов, что позволяет снизить стоимость конечного продукта.

По словам доцента кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Светланы Налимовой, ученым удалось «разработать метод синтеза g-C3N4, который открывает возможности для создания нового класса газоанализаторов с высокой чувствительностью и стабильностью». Причем, эти сенсоры могут быть использованы для мониторинга загрязнения воздуха в реальном времени, что особенно важно для промышленных и городских районов.

Помимо использования в газоанализаторах, g-C3N4 также демонстрирует высокую эффективность в очистке воды. Его свойства позволяют эффективно удалять токсичные вещества и патогены, что делает его перспективным материалом для разработки систем водоочистки. Это особенно актуально в условиях глобального водного кризиса, когда доступ к чистой воде становится все более ограниченным.