Ученые Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН (Томск) разработали новый метод измерения диаметров нанопор, который поможет производить улучшенные сенсоры, фильтры, катализаторы и инновационные материалы.

«Когда молекулы газа попадают в нанопоры, спектр поглощения оптического излучения этими молекулами зависит от того, как часто они сталкиваются со стенками пор. Чем меньше диаметр пор, тем чаще происходят столкновения, и тем больше искажение спектра. По этим искажениям можно однозначно связать характеристики спектра с размерами нанопор», — объясняет заместитель директора института Юрий Пономарев.

Сейчас для измерения диаметра нанопор применяются электронные микроскопы и методы, связанные с адсорбцией жидкого азота. Каждый из них имеет ограничения. Чтобы «заглянуть внутрь» материала электронным микроскопом, образец необходимо разделить на фрагменты, а работа с жидким азотом ведется при низких температурах. Метод томских ученых не требует создания специальных условий и использования дорогостоящей аппаратуры — для измерений применяются достаточно простые спектрометры.

«Это неинвазивный метод для исследования характеристик прозрачных нанопористых структур, — уточняет Юрий Пономарев. — Если такая структура пропитана газом, мы можем просвечивать образец, наблюдать спектр поглощения молекул газа и определять размер пор, характеристики стенок, поведение молекул и другие параметры».

Работать с нанопористыми структурами в Институте оптики атмосферы начали около восьми лет назад, сейчас эти исследования ведутся с Томским политехническим университетом и Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН. Сначала ученые синтезируют новую структуру, затем изучают ее характеристики и определяют возможности применения: например, для создания сенсоров, фильтров, катализаторов, перспективных материалов с необычными и полезными свойствами.

«Дальнейшая наша работа направлена на решение ряда фундаментальных задач в области  межмолекулярного взаимодействия системы «газ-поверхность» и разработку более совершенных практических методик, которые помогут получать и использовать новые наноматериалы», — сообщил Юрий Пономарев.

Исследования поддержаны грантами РФФИ и президента РФ.