Введение 5
Глава 1. Обоснование вопроса возможности создания сенсора на основе углеродных нанотрубок 7
1.1. Теоретическое обоснование вопроса возможности создания сенсора на основе углеродных нанотрубок 7
Глава 2. Организация и проведение экспериментального исследования возможности создания сенсора на основе углеродных нанотрубок 23
Глава 3. Опытно-экспериментальная работа и результаты по определению возможности создания сенсора на основе углеродных нанотрубок 25
Заключение 32
Список литературы
Дешевые высокочувствительные и избирательные сенсоры крайне необходимы сегодня для обеспечения параметров контроля жизненного цикла производства, в том числе за:
- качеством процесса производства;
- безопасностью помещений;
- состоянием окружающей среды
- безопасностью жизнедеятельности человека.
Их разработка в последние годы, вызвала значительный интерес у исследователей из-за большого потенциала селективного и быстрого детектирования и определения наличия утечек различных газов, проверки давления и температуры в трубопроводах, выявления наличия деформаций материалов различных структур. Кроме того, подобные сенсоры могут быть использованы и в других отраслях, например, в медицине: изготовленные из органических материалов они могут позволить детектировать самочувствие человека и уведомлять его о каких-либо отклонений от нормы в состоянии здоровья, что позволит предотвратить серьезные и необратимые последствия.
Существующие на данный момент способы создания таких сенсоров очень трудоемки и требуют наличия дорогостоящего оборудования, это является определенным минусом их производства. Необходимость поиска альтернативных способов изготовления данных сенсоров, в плане удешевления составляющих их компонентов, делает актуальной тему данного исследования - поиск и обоснование возможности создания сенсора на основе углеродных нанотрубок.
Цель работы. Разработка лабораторной технологии и получение пленки из органических материалов для модели малогабаритного сенсора на основе упорядоченных структур композита с разной массовой долей нанотрубок.
Объект исследования. Сенсоры на основе тонких пленок из органических материалов.
Предмет исследования. Лабораторный процесс создания тонких пленок на основе органических материалов с активным элементом на основе углеродных нанотрубок.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
- Разработать лабораторный способ получения матрицы сенсора;
- Теоретически объяснить характер ориентирования УНТ в электрическом поле в непроводящей матрице;
- Разработать схему модели сенсора;
- Исследовать физико-механические свойства полученных образцов.
Практическая значимость исследования. Получение тонкопленочных сенсоров с углеродными нанотрубками.
Анализ литературных данных показал, что проводимые в этой области исследования позволили добиться получения сенсоров широко спектра детектирования на основе углеродных нанотрубок в качестве чувствительного элемента. Высокая стоимость используемого оборудования и компонентов повышает себестоимость данных сенсоров, что не дает возможности их широкого применения в различных сферах жизнедеятельности человека.
Потребность в дешевых высокочувствительных и избирательных сенсорах для обеспечения параметров контроля жизненного цикла производства, а также безопасности жизнедеятельности человека, сделала актуальным вопрос поиска альтернативных технологий получения сенсора на основе углеродных нанотрубок.
Мы предположили, что одним из вариантов подобных технологий может быть создание сенсора на основе тонких пленок из органических материалов с добавлением в качестве чувствительного элемента углеродных нанотрубок. Проделав серию лабораторных экспериментов, мы получили тонкую пленку, в которую, в качестве активного элемента, были внедрены и ориентированы углеродные нанотрубки.
Были проведены механические испытания тонких пленок, интерференционным методом была найдена толщина пленки, была построена электрическая схема, с помощью которой нам удалось получить значения тока, проходящего через пленку и рассчитать удельное сопротивление.
