Кристалл, который чувствует запах растворителя экспресс
В воздухе заводских цехов и лабораторий витают невидимые молекулы растворителей. Один из них — ацетонитрил — пахнет слабо, но при высоких концентрациях вредит здоровью. Обычные датчики на него громоздкие и дорогие, а тут — тонкая кристаллическая плёнка, которая сама реагирует на появление паров.
Кристалл этот не простой, а из цепочек атомов железа и органических молекул. Между цепочками есть пустоты, куда молекулы ацетонитрила заходят, как гости в тесную прихожую. Когда «гость» приходит, цепочки слегка раздвигаются — и кристалл меняет цвет и способность проводить ток. Убрали пары — молекулы ушли, кристалл снова стал прежним.
Этот материал — координационный полимер, то есть длинные цепи, в которых атомы металла связаны органическими «мостиками». Его главное достоинство — обратимость: цикл «поймал пары — сигнал — выпустил пары — вернулся» повторяется много раз без разрушения. Потенциально таким же способом можно ловить и другие летучие органические соединения, просто меняя состав «прихожей».
Ацетонитрил используют в производстве лекарств и в лабораториях, а его пары при высокой концентрации вызывают головную боль и тошноту. Поэтому быстрый и дешёвый датчик — не роскошь, а средство безопасности.