Главная / Материал, вынюхивающий опасные газы
29.03.2016 |
|
 Алкановое топливо – ключевой ингредиент таких взрывоопасных материалов, как бензин, авиатопливо, нефть, и даже сделанных вручную бомб. Однако, обнаружить это бесцветное вещество без запаха очень сложно. Мобильных сканеров, способных найти его, просто не существует.
Однако, инженеры Университета Юты разработали новый тип тканого материала для ручных сканеров, которые могут обнаруживать следы испарений алканового топлива. Это весьма ценный вклад, так как ручные сканеры могут быть незаменимыми для обнаружения утечек нефтепроводов на ранних стадиях, утечек в топливных баках самолетов, а также для обнаружения спрятанных террористом бомб.
Открытие было обнародовано в пятницу, 25 марта, в журнале Американского химического общества ACS Sensors. Команда авторов проекта возглавлена профессором инженерии и материаловедения Университета Юты Лингом Цангом, который также является членом инициативы USTAR – Наука, технология и исследования Юты.
В данный момент маленькие, мобильные химические сенсоры, способные обнаруживать алкановое топливо, просто не не существуют, потому что топливо с трудом вступает в химические реакции. Традиционно его следы обнаруживались только при помощи больших установок, находящихся в лабораториях.
«Такие установки немобильны и очень тяжелы», говорит Цанг. «В полевых условиях их использовать невозможно. Представьте, каково это – пытаться обнаружить утечку из газового клапана трубы. Тут необходимо портативное устройство».
Такие образом, команда Цанга создала особый тип композитного волокна, в котором два типа нановолокна передают электроны друг от друга.
«Эти два материала успешно сотрудничают друг с другом, обмениваясь электронами», говорит Бен Бунс, докторант Университета Юты, один из ученых проекта. «Алкан, если он в наличии, застревает между двумя материалами, блокируя передачу электронов между двумя нановолокнами».
Такой тип взаимодействия сигнализирует о присутствии алкановых газов. Компания Vaporsens, детище Университета Юты, разработала прототип ручного детектора, содержащего целых 16 сенсоров, которые смогут идентифицировать широкий ряд химических веществ, включая взрывчатку. Новый композитный материал будет интегрирован в ряд сенсоров для обнаружения алканов. Vaporsens планирует вывести устройство на рынок приблизительно через полтора года, говорит Цанг, который является также и СЕО компании.
Такое небольшое сенсорное устройство, способное обнаруживать алкановые испарения, идеально подойдет для трех областей.
Во-первых, газо- и нефтепроводы. Если утечки из труб не обнаружены вовремя, топливо может отравить окружающую среду и водные массивы. Как правило, легко обнаружить можно только сильные утечки – благодаря резкому падению давления в трубах. Портативный сенсор ученых Университета Юты можно просто поднести к трубе, и он обнаружит самую минимальную утечку.
Во-вторых, топливные баки самолетов. Авиатопливо хранится в резервуарах, которые легко снимаются и сделаны из гибкого материала. Утечку можно обнаружить только тогда, когда специально окрашенное топливо уже будет просачиваться из баков; после этого можно будет изъять резервуары и проинспектировать их. Сенсоры Цанга могут быть расположены вокруг резервуара для того, чтобы предупредить пилотов о том, что происходит утечка и о том, в каком именно месте она произошла.
И, наконец, в-третьих: в сфере безопасности. Сканеры будут сконструированы так, чтобы обнаруживать присутствие взрывчатки – бомб в аэропортах и других строениях. Многие типы взрывных устройств используют нефтяное топливо – например, дизель – как главный компонент. Эти виды топлива являются формами алканов.
|
|
