новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Новый композитный материал для сенсора на углекислый газ


12.6.2015
эту статью еще не оценивали Подписаться на RSS

Специалисты по химии материалов из Высшей Технической Школы Цюриха и Потсдамского Института коллоидных систем им. Макса Планка разработали новый сенсор для количественного определения диоксида углерода (CO2).

По сравнению с существующими сенсорами новый прибор гораздо меньше, отличается более простым устройством, потребляет существенно меньшее количество энергии и действует по принципу, значительно отличающемуся от существующих. Новый сенсор состоит из недавно разработанного композитного материала, который взаимодействует с молекулами CO2 и меняет электропроводность в зависимости от концентрации CO2 в окружающей среде. Таким образом, сенсор из нового материала просто позволяет определять концентрацию CO2 по измерению электрического сопротивления устройства. Рабочей основой композита для сенсора являются полимеры – тетраалкиламмонийные полиионные жидкости [poly(ionic liquid) (PIL)].



Миниатюрный сенсор, позволяющий определять содержание CO2 – чип, покрытый тонким слоем композита полимер-наночастицы. (Фото: © Fabio Bergamin / ETH Zurich)

В последние годы полиионные жидкости интенсивно изучаются на предмет применения в различных областях, таких как источники питания или системы для хранения CO2, известно, что эти вещества могут поглощать углекислый газ. Как отмечает один из участников исследования Кристоф Вилла (Christoph Willa), было решено выяснить – можно ли использовать способность полиионных жидкостей по поглощению диоксида углерода для получения информации о значении концентрации CO2 в воздухе и, таким образом, разработать новый тип газового сенсора.

Ранее Вилла и его руководитель, Дорота Козьеж (Dorota Koziej), уже разработали ряд полимерных композитов, состоящих из полиионных жидкостей и неорганических наночастиц, способных взаимодействовать с CO2.

Эксперименты с такими материалами и позволили создать композит с необходимыми свойствами – по отдельности ни полиионные жидкости, ни наночастицы не проводят электрический ток, но их комбинация в определенном соотношении приводит к значительному увеличению электропроводности.

Однако находка такого композита была не единственным фактором, приятно удивившим ученых. Еще более полезной находкой оказалась зависимость проводимости композитного материала от концентрации CO2, наблюдавшаяся при комнатной температуре – до настоящего времени хеморезистивные материалы проявляли подобные свойства лишь при температуре в несколько сотен градусов по Цельсию, из-за чего существующие сенсоры на CO2 из хеморезистивных материалов приходилось нагревать до высокой температуры. То обстоятельство, что для сенсора нового типа нет необходимости в его нагревании, существенно упрощает его применение.

На настоящий момент пока неясно, каким образом CO2 в окружающей сенсор среде влияет на электропроводность композитного материала, хотя есть первые свидетельства в пользу того, что изменения в составе композита, обусловленные присутствием CO2 сводятся к наноразмерным изменениям ориентации наночастиц в составе этого композита. Козьеж считает, что CO2 влияет на подвижность заряженных частиц в составе материала.

Новый сенсор позволил исследователям измерять содержание CO2 в широком диапазоне концентраций – от 0,04 объемных процентов (содержание углекислого газа в атмосфере Земли) до 0.25 объемных процентов. Исследователи предполагают, что новые портативные сенсоры на углекислый газ в будущем смогут использоваться в медицине, а также в снаряжениях аквалангистов или альпинистов-экстремалов.

Источник: Advanced Functional Materials, 2015; 25 (17): 2537 DOI: 10.1002/adfm.201500314

метки статьи: #аналитическая химия, #атмосферная химия, #нанотехнологии, #новые материалы, #химия полимеров

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Новый композитный материал для сенсора на углекислый газ"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXIX
Контактная информация