Ученые из СПб изобрели портативный нано-индикатор температуры

Петербургские исследователи разработали портативный индикатор на базе углеродных точек, реагирующий на минимальное изменение температуры. Изобретение планируют применять для контроля условий хранения и транспортировки продуктов питания, химических реактивов, фармацевтических препаратов, чувствительных к малейшим температурным колебаниям.

Не все существующие датчики способны точно и корректно работать в диапазоне низких температур. Максимальную точность могут дать только сложные дорогостоящие приборы. Разработка питерских ученых призвана решить эту проблему. Нано-индикатор на основе углеродных точек – это более точная и доступная альтернатива дорогим аналогам. Устройство производится из доступных комплектующих и работает даже при критически низких температурах (-68…+19°C).

Принцип работы индикатора основан на нелинейной зависимости флуоресцентных свойств углеродных точек от пропорций водного раствора диметилсульфоксида. В изобретении углеродные точки синтезируются на поверхности недорогого материала – нанокристаллической целлюлозы. 

Датчик представляет собой устройство, состоящее из двух ячеек. В первой ячейке находится сухая пленка наноцеллюлозы с расположенными на ней углеродными точками, в другой – замороженный водный раствор диметилсульфоксида. Соотношение компонентов раствора рассчитывается в зависимости от параметров, которые нужно поддерживать в помещении. Например, при -68°C раствор должен на треть состоять из воды.  

При отклонении от заданной нормы замороженный раствор тает и проливается в соседнюю ячейку на сухую пленку с точками. Для фиксации изменения цвета углеродных точек используется считыватель с LED-лампой. Устройство срабатывает только один раз, после чего компоненты нужно обновлять. 

На данный момент образец датчика полностью готов к применению, авторы проекта работают над получением патента на свое изобретение.