Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины Выпускная квалификационная работа «Исследование газочувствительных свойств наноуглеродных пленок»

Выпускная квалификационная работа «Исследование газочувствительных свойств наноуглеродных пленок»

Автор: Тихонов Иммануэль Дмитриевич

Место работы/учебы (аффилиация): Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, студент

Научный руководитель: Cмирнов Александр Вячеславович

Современные технологии требуют все более точных и чувствительных датчиков газовых компонентов. В частности, в таких сферах, как: промышленность (газочувствительные сенсоры используются для обнаружения опасных газов в промышленных процессах), медицина (газочувствительные сенсоры используются для диагностики заболеваний дыхательной системы) и во многих других сферах.

Это приводит к активному исследованию новых материалов для создания таких датчиков. Одним из перспективных материалов являются наноуглеродные пленки, которые обладают многими уникальными свойствами. Преимущества наноуглеродных плёнок: высокая поверхностная площадь, что позволяет им эффективно взаимодействовать с газами и обнаруживать даже очень малые изменения их концентрации, возможность контроля морфологии: морфология поверхности наноуглеродных пленок может быть легко контролируема, что позволяет настраивать их газочувствительные свойства под конкретные потребности.

В данной работе исследуется влияние морфологии поверхности наноуглеродных пленок на их газочувствительные свойства. Для этого были проведены эксперименты по изготовлению наноуглеродных пленок различной морфологии и определению их газочувствительности к различным газам.

Перспективы использования наноуглеродных пленок в качестве газочувствительных сенсоров очень высоки. Они могут быть использованы в различных областях, таких как медицина, промышленность, экология и технологии безопасности. Например, они могут быть использованы для обнаружения опасных газов в промышленных процессах или для диагностики заболеваний дыхательной системы. Кроме того, наноуглеродные пленки могут быть интегрированы в различные устройства и системы, такие как мобильные приложения или системы управления зданиями, что делает их еще более перспективными материалами для создания газочувствительных сенсоров.

Результаты и выводы:

  1. Отжиг наноуглеродных плёнок увеличивает чувствительность к газам окислительной и восстановительной природы.
  2. При этом, чем выше температура отжига, тем активнее идёт перестройка поверхности и развитие рельефа.
  3. Как выяснилось из исследования морфологии отожённых образцов, такое увеличение газочувствительности вызвано усложнением рельефа плёнки, появлением неровностей, увеличением фрактальной размерности плёнки.
  4. По измерению фрактальной поверхности плёнки можно из нескольких похожих образцов выделить более газочувствительный образец. Большей чувствительностью будет обладать образец с большей фрактальной размерностью.
  5. Плёнки с более пористой структурой будут более газочувствительны, чем такие же плёнки с однородной поверхностью. При этом неоднородность поверхности, сложность рельефа плёнки влияет на адсорбционную способность плёнок не меньше, чем их химический состав.
  6. Эксперимент и анализ физических характеристик плёнок показал, что более перспективны в качестве газочувствительных сенсоров плёнки на основе УНТ в отличие от плёнок на основе графена. Такое утверждение справедливо для данного метода получения плёнок, при другом методе, возможно, выбор плёнки на роль газочувствительного сенсора будет другой.
  7. Разработан программный метод определения фрактальной размерности плёнки по изображению рельефа поверхности. Данный метод позволяет сравнивать несколько похожих образцов и выявлять из них наиболее газочувствительный.
  8. Проанализированы и обобщены экспериментальные данные по измерению газочувствительности углеродных наноструктур.
  9. Рассмотрены основные теоретические представления об особенностях адсорбции и газочувствительности наноуглеродных плёнок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Исследовательская работа «Неодимовые магниты в нашей жизни»

Цель исследования – найти области применения неодимовых магнитов в жизни человека. Задачи исследования: 1. Изучить состав и свойства неодимовых магнитов. Найти информацию о влиянии неодимовых магнитов на здоровье человека, о технике безопасности при…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Взгляд на зрение с точки зрения физики»

Цель: Изучить взаимосвязь между физическими процессами и зрительной системой человека для глубокого понимания механизмов зрения. Задачи проекта: Изучить строение глаза и рецепторы зрительной системы. Анализировать влияние физических законов на зрител…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Изучение физических свойств простейшего конденсатора»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель: Изучить физические свойства простейшего конденсатора и провести практические исследования его характеристик в физических процессах. Задачи: Проанализировать устройство и принцип работы плоскостного конденсатора, изучить его основные свойства. П…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Моделирование космического полета Юрия Гагарина»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель работы: создание модели космического полета Юрия Гагарина. Задачи исследования: Изучить историю освоения космоса. Ознакомиться с устройством космической ракеты. Исследовать физические законы, регулирующие взлёт, полёт и посадку ракеты. Изучить у…
Посмотреть работу

Научная статья «Система оптического спектрального контроля и управления, основанная на дифракционном спектрометре с многопорядковой решеткой»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

В научной работе изложены принципы построения и результаты численного моделирования дифракционной многопорядковой решёткой, оптической системы спектрального контроля и управления, функционирующей на базе спектрометра. Предложенное решение ориентирова…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Домашний бальзам для губ»

Цель: изучить технологию создания бальзамов для губ и приготовить бальзам в домашних условиях. Гипотеза исследования: предполагаю, что бальзам для губ можно создать своими руками в домашних условиях, и он будет полезнее, чем представленные в магазина…
Посмотреть работу

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

VI Международный конкурс исследовательских работ молодых ученых «Академические исследования» (2023/2024)

Направление

Естественно-научные дисциплины, Технические дисциплины

Форма представления работы

Выпускная квалификационная работа

Ключевые слова

Проект по физике, Проект по химии

Дата публикации работы

09.09.2023