Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины
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:
- Отжиг наноуглеродных плёнок увеличивает чувствительность к газам окислительной и восстановительной природы.
- При этом, чем выше температура отжига, тем активнее идёт перестройка поверхности и развитие рельефа.
- Как выяснилось из исследования морфологии отожённых образцов, такое увеличение газочувствительности вызвано усложнением рельефа плёнки, появлением неровностей, увеличением фрактальной размерности плёнки.
- По измерению фрактальной поверхности плёнки можно из нескольких похожих образцов выделить более газочувствительный образец. Большей чувствительностью будет обладать образец с большей фрактальной размерностью.
- 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.
- 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.
- Разработан программный метод определения фрактальной размерности плёнки по изображению рельефа поверхности. Данный метод позволяет сравнивать несколько похожих образцов и выявлять из них наиболее газочувствительный.
- Проанализированы и обобщены экспериментальные данные по измерению газочувствительности углеродных наноструктур.
- Рассмотрены основные теоретические представления об особенностях адсорбции и газочувствительности наноуглеродных плёнок.
Смотреть похожие работы
Научно-исследовательская работа «Влияние pH среды на активность фермента амилазы слюны»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Исследовательская работа «Изучение компонентов природной среды и их взаимосвязи со здоровьем жителей ЯНАО»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Проект «Бионика на службе авиации и освоении космоса»
Исследовательская работа «Электромагнитные излучения и живые организмы»
Научно-исследовательская работа на тему: «Полимеры»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Добавить комментарий