Аннотация:Исследованы трёхмерные фотонные кристаллы (ФК) в качестве сенсоров на органические растворители. Фотонные кристаллы имеют сэндвичевую структуру: на подложке (поликарбонат, полиэтилентерефталат, стекло) собран кристаллический коллоидный массив из полистирольных частиц, закрытый плёнкой полидиметилсилоксана (ПДМС). Для изучения таких сенсорных матриц и измерения их аналитического сигнала предложено использовать
спектроскопию диффузного отражения как экспрессный интегральный метод.
Подобраны условия измерения, предложена конструкция лабораторной установки
для дозирования жидких проб и измерения сигнала спектрометра в непрерывном
режиме. Для работы с насыщенными парами углеводородов предложена приставка
для поддержания необходимого насыщенного пара растворителя или нефтепродукта и, в том числе, для ограничения влияния внешнего света при измерении. Изучен механизм формирования отклика. Рассмотрены ФК с различными диаметрами частиц (170-280 нм) и формами подложки (вогнутая, плоская) для того, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант для использования в качестве сенсорной матрицы и найдено, что наиболее оптимально использовать ФК с диаметром частиц 190-230 нм и с плоской формой подложки. Исследовано воздействие бензола, толуола, пара-ксилола, н-гептана, пентана, декана, бензина АИ-95 на ФК. Получены кинетические кривые отклика сенсора на аналиты в виде
насыщенных паров и на аналиты в виде жидких проб различных объемов. Подобрана
оптимальная толщина плёнки ПДМС (2 мм) для работы сенсора с жидкими пробами без разрушения массива. Изучена кинетика отклика сенсорной матрицы на ряд жидких ароматических углеводородов. Изучено последовательное воздействие на один и тот же кристаллический массив и найдено, что сенсор претерпевает три использования, затем происходит разрушение массива. Показано, что сенсор на основе ФК может различить пары бензина АИ-95 разного качества (при 1/4, 1/2, 3/4 испарившейся на воздухе части).