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 «Сравнительная оценка качества молока питьевого разных производителей»

Молоко и молочные продукты отличаются от всех других продуктов питания тем, что в их составе представлены все необходимые для организма пищевые и биологически активные вещества в сбалансированном состоянии. Особо важное значение, молоко и молочные пр…
Посмотреть работу

Проект «Решение задач на оптимизацию»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Оптимизация — это процесс улучшения чего-либо с целью достижения максимальных результатов. Подразумевает приведение чего-либо к оптимальному состоянию. Это может быть связано с улучшением производительности или эффективности системы, процесса или орг…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Оценка влияния автотранспорта на фитоценоз Ленинградского проспекта и Тутаевского шоссе города Ярославля»

В Ярославле один из основных источников загрязнения — автотранспорт. Рост российского автомобильного парка один из самых высоких в мире. При этом имеются отставания в техническом состоянии автомобилей. Старые машины не соответствуют требованиям совре…
Посмотреть работу

Проектная работа «Умная дверь»

Посетив магазины бытовой техники можно увидеть, как через умную колонку Яндекс с Алисой можно управлять включением и выключением света в разных комнатах квартиры. Это занимательно! Можно долго проверять работоспособность данной  системы и понять, что…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Влияние ароматерапии на здоровье человека и получение эфирных масел в домашних условиях»

В сезон простуд при первых признаках заболевания все бегут в аптеку за лекарственными препаратами. Порой, чтобы справиться с простудой и ее проявлениями достаточно применить более простые методы. Один из них – ароматерапия. В моей жизни эфирные масла…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Фотомагия. Мир внутри спичечного коробка»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Почти у каждого в наши дни есть фотоаппарат. Ежедневно мы стараемся запечатлеть какие-то моменты нашей жизни на это чудо техники. Мы не можем представить себе нашу жизнь без фотографии. Трудно поверить в то, что еще два века назад ее не было и такие…
Посмотреть работу

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