Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема сенсорного устройства на основе массива двухслойных нанотрубок.

Газовый сенсор на основе углеродных нанотрубок

Ключевые слова:  периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

15 сентября 2007

Высокая чувствительность электронных характеристик к присутствию молекул, сорбированных на поверхности, а также рекордная величина удельной поверхности, способствующая такой сорбции, делают углеродные нанотрубки (УНТ) перспективной основой для создания сверхминиатюрных сенсоров, определяющих содержание газовых примесей в атмосфере. Известно множество попыток создания сенсора на основе единичной УНТ. Принцип работы таких сенсоров основан на изменении вольт-амперных характеристик нанотрубки в результате сорбции газовых молекул определенного сорта на ее поверхности. Однако изготовление такого устройства в коммерческом масштабе наталкивается на трудности, связанные с обеспечением хорошего контакта нанотрубки с измерительным устройством, а также со значительным разбросом электрических параметров индивидуальных УНТ. В этой связи более привлекательными с практической точки зрения представляются устройства, содержащие большое количество нанотрубок. Такие устройства при сохранении миниатюрных размеров существенно проще в изготовлении и обладают более стабильными рабочими характеристиками. Интересный механизм действия одного из подобных устройств был продемонстрирован недавно группой сотрудников Исследовательского Центра Тулузы (Франция), которые обнаружили существенную зависимость характера пропускания микроволнового излучения материала, содержащего двухслойные нанотрубки, от содержания примесей в атмосфере.

Образцы двухслойных нанотрубок диаметром около 2 нм и длиной порядка 10 мкм, отличающиеся повышенной чистотой и высокой воспроизводимостью электрических, магнитных и оптических характеристик, были получены в результате термического разложения метана над катализатором на основе CoMo-MgO. Нанотрубки в виде порошка вводили в полость копланарного волновода (CPW), изготовленного из кремния и укрепленного на тонкой диэлектрической мембране. Материал мембраны характеризуется диэлектрической постоянной, близкой к единице, и высоким коэффициентом пропускания для микроволнового излучения в диапазоне частот 1–110 ГГц. С целью исследования сенсорных характеристик устройство выдерживали в течение 15 часов при давлении азота 5 атмосфер. Результаты измерений коэффициента пропускания микроволнового излучения, а также фазового сдвига волны в указанном спектральном диапазоне указывают на существенные изменения этих параметров в результате сорбции газа. Так, для излучения частотой 60 ГГц изменение коэффициента пропускания составляет 2 дБ, а для фазового сдвига это изменение составляет 25 градусов. Время восстановления исходных характеристик прибора составляет несколько часов при комнатной температуре. Это время, однако, может быть многократно сокращено в результате прогрева прибора.

А.В.Елецкий

1. M.Dragoman et al. J. Appl. Phys. 101 106103 (2007).


Источник: ПерсТ



Комментарии
Бурнин Андрей, 15 сентября 2007 18:16 
Всегда нравились высказывания про "рекордную величину удельной поверхности" у нанотрубок. У активированного угля она достигает 2000 кв.м/г, а у трубок до 500 кв.м/г дотягивает. Где рекорд, простите? Можно, конечно, спорить, что у трубок вся поверхность выпуклая, а у АУ она ограничена трещинами, т.е. большей частью "впуклая", но сути дела это не меняет, рекорд не за трубками. Никто никогда из них фильтр для противогаза не сделает, ибо супротив АУ кишка тонка (в прямом и переносном смысле ).
Shvarev Alexey Y, 16 сентября 2007 19:30 
Стоит добавить, что активированный уголь кроме углерода содержит азот, кислород, и водород в количествах единиц процентов. На поверхности АУ имеется фигова туча весьма реакционноспособных поверхностных функциональных групп типа -NH2, -COOH, -COH, -OH и т.п.
Shvarev Alexey Y, 16 сентября 2007 19:40 
Теперь о сенсорах. Я фигею от людей которые пытаются изваять сенсор из чего ни попадя. Господа, I have a nice surprize for you! Вы забыли про СЕЛЕКТИВНОСТь вашего "сенсора". Сенсор из влажной туалетной бумаги, спичек, дерева хлебной пальмы, слуховой косточки летучей мыши (нужное подчеркнуть) будет не хуже но и не ЛУЧШЕ. Кстати изменение влажности энтот сенсор просто "зашкалит". Чтобы померять скажем кальций в крови на пушечном фоне натрия нам нужно СЕМь (прописью СЕМь) порядков разницы в константах устойчивости соотвествующий ионных комплексов. Мы тут бьемся за каждый порядок величины селективности изобретая все более хитрые молекулы для молекуларного распознавания, а тут пришел кто-то с каменным топором и решил сделать сенсор...
Бурнин Андрей, 17 сентября 2007 03:18 
Да на наномакароны можно тоже ковалентно прикрутить всё, что угодно, я этим в общем-то последние два года и занимаюсь. Это не суть. Важно то, что народ постоянно говорит про рекордную удельную поверхность у трубок. Я при этом обычно ехидно хихею . А если учесть, что они как правило в пучка или жгутах (и растащить их без повреждения не так уж и просто), так и ещё меньше остается.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Узоры на стекле
Узоры на стекле

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.