Российские учёные оценили перспективы создания «электронного носа» с применением печатных технологий

Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Высшего химического колледжа Российской академии наук, Сколковского института науки и технологий, Молдавского государственного университета и Саратовского государственного технического университета им. Ю.А. Гагарина представил обзор, посвящённый разработке мультисенсорных систем с использованием печатных технологий. В опубликованной в журнале Sensors работе, анонсированной на обложке журнала также рассмотрены конкурентные преимущества соответствующих научно-технологических подходов, разрабатываемых коллективом авторов.

Повышение точности мониторинга состава воздуха в жилых помещениях, общественных местах и на производственных площадках сегодня является важнейшей научно-технологической задачей. Контроль атмосферы осуществляется с применением различных газоанализаторов, одной из наиболее перспективных разновидностей которых являются так называемые резистивные газовые сенсоры. При этом существенное повышение их эффективности (в частности, селективности, чувствительности, точности и воспроизводимости) может быть достигнуто с использованием мультисенсорных систем, работающих по принципу «электронного носа» и представляющих собой набор из нескольких синхронно работающих датчиков на основе различных газочувствительных полупроводниковых компонентов.

С учётом особенностей функционирования подобных систем требуется применение современных методов воспроизводимого и адресного нанесения микроколичеств чувствительных материалов на миниатюрные участки поверхности специализированного чипа. Решить данную задачу позволяет применение печатных технологий, которые обеспечивают высокую воспроизводимость микроструктурных и функциональных характеристик получаемых материалов при автоматизации и масштабировании процессов изготовления устройства.

«Наша работа была направлена на изучение современных подходов к изготовлению газовых сенсоров и мультисенсорных систем с применением печатных технологий. В результате проведённого наукометрического анализа было показано, что на данный момент наблюдается устойчивый тренд по внедрению аддитивных (печатных) технологий в научно-технологические процессы, связанные с созданием современной электроники, в том числе мультисенсорных систем», – прокомментировал руководитель проекта, в рамках которого выполнялось исследование, старший научный сотрудник Лаборатории химии легких элементов и кластеров ИОНХ РАН, кандидат химических наук Николай Симоненко.

«В рамках этого исследования была подтверждена конкурентоспособность разрабатываемых в нашем научном коллективе методов создания миниатюрных мультисенсорных систем, основанных на совмещении современных химических подходов с печатными технологиями высокого разрешения (струйная, перьевая плоттерная, микроплоттерная, микроэкструзионная и аэрозольная печать), – продолжил Николай. – Развитие автоматизированных методов получения полупроводниковых наноматериалов и создания устройств на их основе позволяет в значительной степени повысить воспроизводимость функциональных характеристик, а также точность при изготовлении миниатюрных компонентов, в том числе сложной геометрии».

По мнению авторов, результаты анализа современных достижений в области печатных технологий позволят многим исследователям более корректно выбирать подходящие методы для изготовления высокотехнологичных устройств электроники, включая мультисенсорные системы, устройства накопления и хранения энергии или интеллектуальные оптические системы.