В настоящее время в нашей стране и за рубежом активно развивается направление, связанное с созданием сенсоров взрывчатых веществ на основе эффекта тушения люминесценции сопряженных органических полимеров. В его основе лежит механизм фотоиндуцированного переноса электрона от полимера к молекуле взрывчатого вещества.
Среди потенциальных преимуществ подобных сенсоров можно выделить невысокую цену, компактность и низкое электропотребление, что открывает перспективы создания на их основе миниатюрных приборов для обнаружения взрывчатых веществ и автономных систем мониторинга состояния различных помещений и объектов.
На сегодняшний день предложено достаточное большое количество сенсоров такого типа. Вместе с тем актуальными вопросами остаются повышение чувствительности и селективности таких сенсоров. Повышение селективности возможно за счет одновременного применения нескольких полимеров с различной энергетической структурой. Одним из путей повышения чувствительности может быть внедрение полимеров в пористую матрицу, обладающую свойствами фотонного кристалла.
В рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук на кафедре физики микро- и наносистем в НИЯУ МИФИ выполняется проект «Сенсор паров взрывчатых веществ на основе сопряженных органических полимеров, внедренных в фотонный кристалл из пористого кремния» под руководством доцента кафедры физики микро- и наносистем И.Л. Мартынова.
«В рамках настоящего проекта планируется изготовить различные варианты фотонных структур на базе пористого кремния, подобрать несколько полимеров, перспективных в плане обнаружения взрывчатых веществ, ранее совместно не применявшихся со структурами на базе пористого кремния. Также внедрить выбранные полимеры в изготовленные структуры и оптимизировать параметры полученного сенсорного элемента»,
– пояснил И.Л. Мартынов.
Такой подход дает возможность резко увеличить эффективную площадь поверхности сенсора и целенаправленным образом модифицировать спектр и диаграмму направленности люминесценции полимера. В свою очередь, это позволит реализовать более эффективную систему сбора и регистрации излучения. В качестве такой уникальной пористой среды могут быть использованы фотонные кристаллы из пористого кремния, методы изготовления которых в настоящее время хорошо отработаны.