Томские учёные создали сенсоры, которые распознают токсичные вещества

Учёные Томского политехнического университета разработали уникальные колориметрические сенсоры, которые могут находить токсичные или полезные вещества в продуктах питания, напитках, воде и даже биологических жидкостях. Эти устройства легко подключаются к смартфону и за считанные секунды проводят первичный химический анализ.

Принцип действия сенсоров прост и удобен. Каждый сенсор меняет цвет, если контактирует с определённым веществом. Смартфон с помощью камеры фиксирует изменение цвета, а специальная программа или нейросеть определяет, что за вещество найдено, и в какой концентрации оно содержится. Процесс занимает всего от нескольких секунд до одной минуты.

По словам профессора ТПУ Михаила Гавриленко, учёные университета одни из первых в мире начали работать над такими сенсорами, и сегодня достижения соответствуют мировому уровню. Этот подход становится всё более востребованным: зачем ждать лабораторного анализа, если можно навести камеру смартфона на сенсор и быстро узнать, безопасен ли продукт или вода.

Сенсоры созданы из безопасного и доступного материала — оргстекла (полиметилметакрилата). Учёные модифицируют его структуру так, чтобы сенсор избирательно реагировал на определённое вещество, меняя цвет. Каждый сенсор рассчитан на работу с одним конкретным веществом, по принципу «одно вещество — один цвет».

Кроме того, материал сенсора способен самостоятельно «искать» нужные вещества даже в сложных смесях, таких как биологические жидкости или экстракты растений.

Уже в 2025 году учёные планируют внедрить нейросеть, которая сможет обучаться на данных сенсоров и определять не только вещества, но и их концентрацию ещё точнее. Это сделает систему более универсальной и расширит её возможности. Например, сенсоры смогут одновременно анализировать несколько веществ.

Разработка томских учёных подходит для проверки качества продуктов питания и напитков, мониторинга экологического состояния территорий и водоёмов, а также для контроля подземных вод и нефтяных месторождений.

«Сейчас цифровая обработка осуществляется с помощью свободно распространяемых программ для смартфона или графических редакторов на компьютере», — добавил Михаил Гавриленко.