Вакуумна система, розміром з монету, буде використовуватися для виявлення різних хімічних сполук у повітрі
Близько п'яти років тому Управління перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA початок виконання програми, в рамках якого було необхідно створити мініатюрну вакуумну систему, вакуумний насос, що займає об'єм менше одного кубічного сантиметра і споживає менше чверті Вата електричної енергії. Минулого тижня представники DARPA оголосили про успішне завершення цієї програми, завданням якої успішно впоралися дослідники з Мічиганського університету, Массачусетського технологічного інституту і компанії Honeywell International. Кожен з учасників програми продемонстрував своє власне пристрій, розміри якого не перевищують розміри маленької монети, і які можуть стати основою мініатюрних хімічних датчиків наступного покоління.
Кінцевою метою проекту DARPA, який було розпочато в 2008 році, є створення малогабаритного хімічного датчика, який здатний визначати наявність в повітрі дуже малих концентрацій різних хімічних сполук. Така здатність нових датчиків дозволить застосовувати їх не тільки для виявлення прихованого хімічної зброї, потенційна область застосування таких датчиків надзвичайно широка, особливо в промисловості.
Хімічний датчик заснований на принципах мас-спектрометрії. Мас-спектрометри - це пристрої, здатні ідентифікувати хімічні сполуки по зміні маси при змінах глибини вакууму. Ці пристрої можуть реєструвати надзвичайно слабкі концентрації хімічних речовин, для впевненої ідентифікації їм потрібно всього кілька молекул. Але з-за технічних обмежень, пов'язаних з особливостями вакуумної техніки, вакуумні камери мас-спектрометричних аналізаторів були набагато більше, ніж потрібно, і такі пристрої не можна було зробити переносними і портативними.
Зображене вище пристрій вирішує зазначену проблему. Ця вакуумна система, розроблена в університеті штату мічіган, має шестикутну форму, всередині якої існує досить складна мережа з мініатюрних електричних насосів, клапанів і порожнин. Звичайно, великої глибини вакууму з допомогою такого мініатюрного вакуумного насоса досягти не вийде, але і тієї глибини, яку він може забезпечити, достатньо для роботи крихітного мас-спектрометра, який може без утруднень встановлений на безпілотному літальному апараті, даючи військовим в руки швидкий, малогабаритний, маневрений і точний інструмент хімічної розвідки.
Крім усього перерахованого вище, така технологія, коли вона буде готова до масового виробництва і стане відносно недорогий, дозволить використовувати мініатюрні мас-спектрометри в побутовій техніці. Завдяки таким пристроям "розумні" холодильники зможуть контролювати якість продуктів, що зберігаються в них тривалий час, а за допомогою мобільного телефону людина зможе дізнатися якість їжі і ступінь свіжості продуктів, з яких вона була приготована, якщо в цьому виникають сумніви.