Физики создали инновационный прибор для анализа состава газов
Физики Санкт‑Петербургского государственного университета и Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева создали прибор для анализа газов, объединяющий в себе плазменный детектор и хроматограф.
Газоанализаторы представляют собой устройства, предназначенные для?измерения концентрации веществ в?воздухе или иных средах, играющие важную роль в?экологическом мониторинге, промышленности, охране труда, медицине и?научных исследованиях.?
Результаты исследования опубликованы в?научном журнале High Energy Chemistry
Прибор ?ПИА?, основанный на?методе хроматографии, используется для?изучения состава газовых сред, включая определение предельных и?непредельных углеводородов, спиртов, сероводорода, меркаптанов, а?также неорганических соединений: азота, кислорода, водорода, оксида и?диоксида углерода.
Другое оборудование?— инновационный детектор, работающий на?принципах плазменной электронной спектроскопии (ПЛЭС),?— анализирует состав веществ путем изучения характеристик электронов, высвобождаемых из?атомов или молекул под воздействием плазмы. Этот?подход основан на?уникальных энергетических уровнях каждого элемента, включая энергию ионизации, что?позволяет определять химический состав образца через анализ спектра энергии высвобожденных электронов.?
Для?эффективного мониторинга атмосферы требуется одновременное проведение исследований по?нескольким направлениям, что?делает необходимым комплексный подход для?экономии времени и?ресурсов. Ученые Санкт?Петербургского государственного университета и?КАИ объединили детектор и?хроматограф в?единый аналитический инструмент и?доказали высокую эффективность разработки.
В?ходе экспериментов мы?продемонстрировали возможность расширения применения плазменной электронной спектроскопии для?определения состава газовых смесей на?примере He+CH4(600 ppm)+N2+O2 (700?ppm)?— смеси гелия, метана, азота и?кислорода.
Ассистент кафедры оптики, спектроскопии и?физики плазмы 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Сергей Сысоев
В?сложных смесях некоторые компоненты могут обладать схожими физическими или химическими свойствами, что?затрудняет их?деление. Например, сигналы от?двух различных газов могут перекрываться на?энергетической шкале, и?традиционные методы не?всегда способны их?различить. Новый прибор улучшает разделение и?идентификацию за?счет добавления временной координаты к?анализу. Так,?разработанное учеными устройство сначала разделяет смесь на?отдельные компоненты, а?затем анализирует их?не?только по?химическим и?физическим свойствам, но?и?учитывает время прохождения через систему.?
Исследования в?области прикладной экологии входят в?число приоритетных направлений научной деятельности Санкт?Петербургского университета вместе с?задачей улучшения экологической ситуации в?Российской Федерации за?счет разработки принципиально новых методов анализа и?очищения. Так,?в?прошлом году открылся центр, который занимается разработкой решений в?области использования солнечной энергии и?нейтрализации углеродного следа. Центр создан Санкт?Петербургским государственным университетом в?партнерстве с?Университетом Гуанси.
Таким?образом, анализ проводится как?по?временной, так?и?по?энергетической шкале. Использование детектора на?основе ПЛЭС повышает точность измерения концентрации примесей в?портативном хроматографе, что?позволило объединить функциональность двух приборов и?значительно улучшить качество измерений. Это?открывает перед учеными новые возможности для?развития технологий в?экологии, медицине и?промышленности. Как?подчеркивают авторы исследования, его?результаты могут стать основой для?дальнейших научных исследований и?разработок в?сфере газового анализа.
Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.
С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.
В?феврале 2025?года состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.