Лазерные технологии как ключ к созданию нового поколения наноматериалов для сенсорики и катализа

Исследователи Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в обзорной статье, опубликованной в журнале высокого квартиля, предложили этот разрыв устранить. Проанализировав обширный массив данных, они показали: определяющий фактор для сенсорных и каталитических свойств — не режим облучения и не состав мишени сами по себе, а гетерофазность получаемой структуры.

Ключевая идея в том, что активность материала сосредоточена на границах раздела фаз. В этих зонах возникает потенциальный барьер и перераспределение заряда, что облегчает перенос электронов между твердой фазой и анализируемой средой — газом или жидкостью. Чем протяжённее такие границы, тем выше отклик сенсора или эффективность катализа.

Авторы подкрепили теорию примерами из собственных экспериментов. Молибденовые микроструктуры, осажденные методом LCLD на гетерофазную подложку, показали время отклика 10–20 секунд при детектировании аммиака и сероводорода. Биметаллические системы Cu–Co и Cu–Ag продемонстрировали чувствительность к глюкозе и пероксиду водорода, сравнимую с лучшими неферментативными сенсорами.

Практический вывод: управлять свойствами наноматериала можно не только через химический состав, но и через контролируемое создание фазовых границ. Это позволяет получать активные структуры в одну технологическую стадию без преактивации подложки — в отличие от многоэтапных традиционных подходов.

Работа обобщает данные более 200 источников и задает вектор для дальнейших исследований: вместо эмпирического подбора параметров — целенаправленный синтез гетерофазных систем с заданными свойствами для водородной энергетики, медицинской диагностики и органического катализа.

Оригинал статьи: Laser deposition methods to develop new sensor and catalytic nanomaterials, Российский химический обзор, 2026.