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 «Можно ли прыгнуть с парашютом из самолёта, как в «Мстителях»? Физика полета и сопротивления воздуха»

Во многих фильмах особенно в «Мстителях» и «Человек-паук: Вдали от дома» герои, такие как Тони Старк (Железный человек) и Человек-паук, часто прыгают с огромных высот — с самолётов, космических кораблей или небоскрёбов — и выживают, даже не используя…
Посмотреть работу

Индивидуальный учебный проект по теме: «Анализ витамина С в соках растительных продуктов»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель работы: при помощи экспериментов определить в условиях школьной лаборатории наличие витамина С в соках растительных продуктов и сделать выводы. Задачи: Изучить свойства аскорбиновой кислоты и её роль для здоровья человека. Ознакомиться с методик…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «КПД автотранспортных средств и факторы на него влияющие»

Цели исследования: оценить и сравнить КПД двигателей внутреннего сгорания (ДВС) советского и зарубежного автомобилей для определения их эффективности в различных сферах применения, а также сравнить разницу между значениями их КПД. Задачи исследования…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Изучение и сравнение свойств мрамора и мела»

Цель моей работы — изучить свойства мела и мрамора. Задачи: Изучить влияние температуры на твердость мрамора и мела. Изучить мрамор и мел на наличие примесей. Изучить влияние различных кислот на мел и мрамор. Изучить влияние мела на pH грунта. Провес…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Изучение воды р. Хоста Краснодарского края»

Цель моей работы изучить качество воды р. Хоста с помощью экологических и химических методов, провести эколого-генотоксический анализ. Задачи: Произвести забор воды на 5 участках по течению р. Хоста. Провести анализ проб по видовому составу водоросле…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Получение хитозана и изучение его свойств, как загустителя»

Цель моего исследования — получение хитозана и изучение его свойств. Задачи: Изучить методы получения хитозана в России и мире. Получить хитозан в лаборатории из раковин мидий и панцирей раков. Провести сравнительный анализ хитозана из разных источни…
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