Учёные разработали инновационные сенсоры типа «электронный язык», основанные на одноразовых металлических проводниках, покрытых тонкими плёнками из пористых металлоорганических соединений. Эти устройства успешно распознают сорта чая, демонстрируя потенциал стать доступной альтернативой громоздким и дорогим коммерческим приборам. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.
Новая конструкция может найти применение в медицине, экомониторинге и контроле качества продуктов.
В жидкостях биологического и пищевого происхождения содержится множество веществ, разделение которых обычно требует сложного оборудования. В ряде случаев достаточно определить класс вещества — например, в медицине для диагностики заболеваний, а в пищевой отрасли для выявления подделок. Для этого применяют «электронные языки», включающие несколько электродов с различными откликами на вещества в анализируемом растворе. Однако современные устройства дорогие, многоразовые и требуют тщательной очистки.
Учёные из Института элементоорганических соединений РАН и Университета Барселоны предложили использовать одноразовые сенсоры с металлоорганическими каркасами, которые обладают пористой структурой и избирательно взаимодействуют с разными молекулами благодаря разнообразию ионов металлов и органических молекул. Это позволяет каждому электроду регистрировать сигнал только от определённой группы веществ.
Разработали 93 таких сенсора и испытали их на распознавании различных сортов чая. Сигналы, полученные в растворах, анализировались с помощью сверточной нейронной сети — метода машинного обучения, эффективно работающего с комплексными данными. Модель достигла точности распознавания около 76%. Хотя это немного ниже коммерческих аналогов, новые «электронные языки» выгодны благодаря низкой стоимости, простоте изготовления и одноразовому использованию, что особенно удобно для полевых исследований без сложного оборудования и очистки.
В будущем планируется исследовать металлоорганические каркасы с новым составом для повышения точности и расширения возможностей применения.
Завершено многолетнее исследование вирусов, поражающих рисовые посадки. Выращивание риса на Дальнем Востоке было прекращено в 1990-х годах из-за дешёвого импорта из соседних стран и отсутствия инвестиций в сложную мелиорацию.