20/06/2019
ИНХ СО РАН
Сибирские ученые усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
557
На поверхности двухслойных углеродных нанотрубок химики протравливают дырки, которые повышают чувствительность сенсора к воде. Результаты работы опубликованы в журнале Carbon.
Датчики влажности устанавливают в самых разных помещениях, для которых критично содержание молекул воды в воздухе, например, в чистых высокотехнологических производствах, в музеях, в медицинских учреждениях и даже в овощехранилищах.
Идея использовать в качестве сенсоров углеродные нанотрубки не новая, она логически следует из их свойств — такая поверхность хорошо поглощает различные вещества. На этом основан принцип действия большой группы датчиков, которые называются сорбционными: нанотрубка забирает или отдает электрон адсорбирующейся на ней молекуле, в результате электрические свойства поверхности меняются, и сигнал от этих изменений можно зарегистрировать.
В то же время поверхность наотрубки бездефектная, поэтому ее взаимодействие с молекулами выражено недостаточно сильно. В Институте неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН модифицируют нанотрубки, помещая их в горячую смесь серной и азотной кислот. В результате в верхнем слое образуются отверстия, которые увеличивают чувствительность материала более чем на порядок.
Виталий Сысоев за экспериментальной установкой для измерения сенсорного отклика
«Технологию разработали в лаборатории физикохимии наноматериалов и сначала апробировали на графене, — рассказывает научный сотрудник ИНХ СО РАН кандидат химических наук Виталий Игоревич Сысоев. — Способ простой, недорогой и одновременно эффективный. Нужный результат можно получить в лабораторных условиях в колбе с помощью стандартных реагентов».
Химики работают с двухслойными углеродными нанотрубками, которые синтезируют в лаборатории CIRIMAT в университете Тулузы (Франция). Если делать дырки в однослойных трубках, это может существенно ухудшить их электропроводимость, что скажется на показаниях сенсора. На трубки из большого количества слоев модификация не повлияет в достаточной мере. В двухслойных же нанотрубках можно модифицировать внешний слой, оставив внутренний нетронутым и сохранив его электрические свойства.
Сибирские ученые добились хорошей воспроизводимости показаний сенсора при периодическом воздействии влажного воздуха. После того как на материал попадает вода, его продувают сухим воздухом, чтобы убрать молекулы и заново начать процесс регистрации влажности. Однако сделать это без дополнительных изменений было сложно: в результате травления поверхности нанотрубок на ней остаются кислородсодержащие группы, которые удерживают воду, что снижает воспроизводимость измерений. «Мы заменили данные группы на галогены, которые более слабо связываются с молекулами воды, — рассказывает Виталий Сысоев. — Поэтому когда мы продуваем поверхность сенсора сухим воздухом, она возвращается в исходное состояние».
«Наука в Сибири»
Фото Александры Федосеевой
Источники
Сибирские ученые усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
В Новосибирске усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
В Новосибирске усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
Дефекты поверхности повышают чувствительность углеродных датчиков
В Новосибирске усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
Новосибирские ученые предложили победить сырость с помощью нанотрубок
Новосибирские ученые предложили победить сырость с помощью нанотрубок
Дефекты поверхности повышают чувствительность углеродных датчиков
СИБИРСКИЕ УЧЁНЫЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАЛИ СЕНСОРЫ ДЛЯ ДАТЧИКОВ ВЛАЖНОСТИ
Сибирские ученые усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
Сибирские ученые усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
Дефекты поверхности повышают чувствительность углеродных датчиков
Новосибирские ученые усовершенствовали сенсоры для датчиков влажности
Реагируют на воду
Похожие новости
-
06/02/2019
Сибирские ученые разрабатывают высокоточный способ обнаружения взрывчатых и наркотических соединений
Поиск этих веществ по минимальным концентрациям может применяться для противодействия терроризму, распространению и хранению наркотиков. Чтобы определить состав соединений, часто используется масс-спектрометрический метод. 640
-
05/07/2019
Неорганические агенты для онкотерапии
Продолжаем представлять молодых ученых - лауреатов премии мэрии Новосибирска этого года. Руководитель лаборатории биоактивных неорганических соединений Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, кандидат химических наук Михаил Шестопалов был награжден за изучение металлокластерных комплексов в качестве агентов для медицинской диагностики и терапии онкозаболеваний. 844
-
15/10/2018
В Journal of the American Chemical Society опубликована статья с участием сотрудников ИНХ СО РАН
Сотрудники Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) Павел Абрамов и Максим Соколов приняли участие в подготовке статьи о включение полиоксометаллатов в циклодекстрины и о новых возможностях их применения в биологии и медицине. 852
-
03/09/2018
Ученые рассчитали параметры устойчивости гибридных фотоэлектрических наноматериалов
Сибирские ученые совместно с иностранными коллегами рассчитали, какие параметры влияют на силу взаимодействия углеродных нанотрубок с фталоцианинами – сложными азотсодержащими соединениями. Гибридные конструкции на их основе можно использовать в качестве новых материалов для создания солнечных батарей, сенсоров и оптических приборов. 930
-
24/03/2018
Ученые ИНХ СО РАН поймали в ловушку молекулярный бром
Российские ученые проанализировали условия синтеза комплексных соединений металлов, содержащих полигалогенидные фрагменты, и описали три новых соединения этого класса. Собрав данные о протекании реакций в различных условиях, химики рассчитывают сделать синтез полигалогенидных комплексов более предсказуемым. 1108
-
22/01/2020
Квантовая химия как способ дополнить эксперимент тонкими деталями
Сотрудники Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН занимаются квантовой химией — их расчеты помогают в разработке одномолекулярных магнитов для электроники, ракетных топлив и подушек безопасности для автомобилей. 2275
-
02/12/2019
Предложен способ эффективного извлечения водорода из муравьиной кислоты
Российские ученые выяснили, как можно ускорить процесс получения водорода из муравьиной кислоты. Это позволит приблизить время, когда экологически чистый водород начнут активно использовать в качестве топлива для выработки электроэнергии. 564
-
27/02/2018
Новосибирские ученые помогут удешевить производство автомобилей
Над чем именно сегодня вместе работают сотрудники Институтов неорганической химии и катализа и как это поможет развитию российской автопромышленности? Как пыль - платиноиды. Дороже золота в десятки раз. 870
-
26/09/2016
Сибирские ученые разрабатывают новый препарат от рака на основе молибденовых кластеров
Учёные из Института неорганической химии СО РАН, лаборатории полиядерных координационных соединений Новосибирского государственного университета и ряда научно-исследовательских институтов СО РАН и СО РАМН впервые доказали эффективность применения кластеров молибдена в фотодинамической терапии раковых заболеваний. 2606
-
26/10/2016
Сибирские и китайские учёные обнаружили сильную фотолюминесценцию в «дефектном» графене
Специалисты из Новосибирского государственного университета, Института неорганической химии СО РАН и Пекинского университета химических технологий исследовали свойства модифицированного графита — перфорированного окисленного графена. 3840