ПРОЕКТ 2025 ГОДА

Измерительные системы и аналитические комплексы, обеспечивающие распределенные измерения и интеллектуальную обработку данных для получения в реальном времени информации о состоянии сложного техобъекта

Бузыкин Андрей Георгиевич

Бузыкин Андрей Георгиевич

Руководитель

м.н.с., студент ПИШ ИТМО

Исполнители

Белик Полина Александровна

Стародубцева Ксения Владимировна

Афанасьев Никита Алексеевич

Морозов Максим Игоревич

Морозов Максим Игоревич

Научный консультант

Ph.D., Доцент ПИШ ИТМО

ОПИСАНИЕ

Проект направлен на решение актуальной задачи нефтеперерабатывающей отрасли — точного и эффективного детектирования серосодержащих соединений (тиофенов, меркаптанов) в нефти и продуктах её переработки. Присутствие серы негативно влияет на качество топлива, например, вызывает коррозию оборудования. Существующие методы анализа  часто требуют сложной пробоподготовки, дорогостоящего оборудования и не всегда обладают необходимой чувствительностью для экспресс-контроля. Наша разработка предлагает принципиально новый подход, сочетающий лазерные технологии микроструктурирования с эффектом гигантского комбинационного рассеяния, что позволит создавать компактные аналитические чипы для высокочувствительного и селективного определения серосодержащих соединений непосредственно в образцах нефти и нефтепродуктов с минимальной пробоподготовкой.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Габаритные размеры: не более 30*80*2.5 мм

2. Тонкая металлизированная плёнка: толщина покрытия не более 1.5 мкм

3. Омнифобное покрытие для удержания аналита: контактный угол аналита на поверхности более 90 градусов с омнифильными доменами

4. Наночастицы размером 50-150 нм, обеспечивающие резонансный отклик аналита методом ГКР

5. Оптическая прозрачность устройства в спектральной области видимого диапазона.

Разработка предназначена для использования в аналитических лабораториях нефтегазового сектора с целью экспресс-детектирования и количественного определения серосодержащих соединений в нефти и нефтепродуктах. Чипы могут быть интегрированы в существующие аналитические системы для замены или дополнения традиционных методов хроматографии и спектроскопии, обеспечивая более высокую скорость анализа при сохранении чувствительности к серосодержащим токсичным компонентам.

Разрабатываемая сенсорная система превосходит существующие методы анализа серосодержащих соединений по ряду ключевых параметров. В отличие от газовой хроматографии и рентгенофлуоресцентного анализа, предлагаемый подход обеспечивает селективное детектирование индивидуальных соединений (тиофенов, меркаптанов) за счет регистрации характеристических колебательных спектров, а не только определения общего содержания серы. Благодаря плазмонному усилению сигнала на лазерно-индуцированных наночастицах чувствительность метода на несколько порядков превышает возможности традиционной спектроскопии комбинационного рассеяния. При этом анализ не требует длительной пробоподготовки, высокотемпературных режимов и громоздкого стационарного оборудования, что обеспечивает принципиальное сокращение времени измерения и возможность применения в полевых условиях.