13
Календарь конференций
  • 15 декабря – 5 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по направлению подготовки «Химия, физика и механика материалов» Факультета наук о материалах МГУ

  • 27 – 28 января

    5-ая Международная переводческая научно-практическая конференция COSINES Pi по устному и письменному переводу

  • 27 января – 1 февраля

    Всероссийская зимняя школа научного перевода для студентов социально-гуманитарного профиля «Перевод в науке – наука в переводе»

  • 27 января – 1 февраля

    Всероссийская зимняя школа научного перевода для студентов социально-гуманитарного профиля «Перевод в науке – наука в переводе»

  • 4 – 5 февраля

    Всероссийская научная конференция «Философия перед лицом новых цивилизационных вызовов», приуроченная к 80-летнему юбилею воссоздания философского факультета в структуре Московского университета.

  • 4 февраля

    VII Зимняя научная школа-конференция по механике композитов имени Б. Е. Победри

  • 15 октября – 9 февраля

    Международный конкурс на лучшую научную работу «Аrs Sacra Audit»

  • 21 – 22 февраля

    XVI Международная научная конференция «Сорокинские чтения» Искусственный интеллект и общественное развитие: новые возможности и преграды

  • 2 апреля

    Ежегодный Фестиваль школьных средств массовой информации на факультете журналистики МГУ

  • 15 декабря – 5 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по направлению подготовки «Химия, физика и механика материалов» Факультета наук о материалах МГУ

  • 26 – 27 мая

    «Уголовное право в системе межотраслевых связей: проблемы теории и правоприменения»

Все конференции
Проект «Вернадский»
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Единая поисковая система по зарубежным базам данных
«Университет без границ»
Олимпиады школьников и универсиады в МГУ
Программы поддержки талантливой молодежи
Программы дополни-
тельного образования
12/05/20

Диоксид кремния и наночастицы золота увеличили чувствительность газовых сенсоров в 4 раза

Чувствительный элемент газового сенсора из композита на основе диоксида олова и диоксида кремния лежит на подложке оксида алюминия с выводами из платиновой проволоки, измеряющими электропроводность (a) и поддерживающими стабильную температуру (b).
Чувствительный элемент газового сенсора из композита на основе диоксида олова и диоксида кремния лежит на подложке оксида алюминия с выводами из платиновой проволоки, измеряющими электропроводность (a) и поддерживающими стабильную температуру (b).

Исследование российских ученых с участием представителей химического факультета МГУ о взаимодополняющем эффекте диоксида кремния и золотых наночастиц на свойства газового сенсора из диоксида олова опубликовано в журнале Nanomaterials. Вместе эти две добавки увеличивают чувствительность детектора к бензолу и этанолу более чем в четыре раза даже в условиях влажного воздуха. Такие сенсоры могут позволить обезопасить работников промышленных предприятий.

Летучие органические соединения — распространенная группа загрязняющих веществ, к которой относятся практически все растворители, используемые в лабораторной практике, продукты нефтепеработки, компоненты лакокрасочных покрытий. Все из соединений этой группы в разной степени токсичны для человека. Так, отравление парами этанола приводит к затруднению дыхания, тошноте, головной боли и головокружению, что опасно в первую очередь для работников на промышленных предприятиях. При этом его пары могут взрываться при содержании в воздухе более 3%. Значительно более высокую токсичность имеет бензол, являющийся канцерогеном. Пары бензола также взрывоопасны при содержании более 1%. Поэтому бензол и этанол важно уметь детектировать как для мониторинга состояния окружающей среды, так и работы систем безопасности на предприятиях.

Среди химических газовых детекторов наиболее распространены сенсоры на основе оксидов металлов, например, диоксида олова. Пары органических веществ на поверхности чувствительного слоя превращаются в углекислый газ, потому что материал может ускорять химические реакции (проявляет каталитические свойства). При этом электрическая проводимость последнего увеличивается, и специальное оборудование определяет по этому сигналу концентрацию газа. Но оптимальная температура работы таких сенсоров составляет около 300°С, что может вызывать разрушение электрических свойств прибора в процессе эксплуатации. При этом влажность окружающей среды дополнительно снижает чувствительность диоксида олова к газам. В новой работе ученые исследовали способности диоксида кремния и наночастиц золота влиять на чувствительность сенсора из диоксида олова в таких экстремальных условиях.

Чтобы получить материал для сенсора, ученые сначала создали композит из диоксида олова и диоксида кремния. Для этого они долго нагревали основу для материала в водной среде при высоком давлении, а затем полученный порошок композита смешали с коллоидным раствором наночастиц золота и нанесли на подложку из оксида алюминия. Исследователи сравнили сенсор такого состава с тремя другими: без наночастиц золота, без диоксида кремния и совсем без добавок. Сенсор и с наночастицами золота, и с диоксидом кремния проявляет стабильную высокую чувствительность к бензолу при 350°С и этанолу при 300°С с увеличением относительной влажности воздуха как минимум до 20%. Более того, сигнал такого сенсора выше в 2 раза по сравнению с сенсором только с наночастицами золота и более чем в 4 раза по сравнению с сенсором из диоксида олова без добавок.

«Диоксид кремния в составе материала увеличивает количество дефектов в кристаллической структуре диоксида олова. Эти дефекты способствуют образованию на поверхности композита положительно заряженных атомов золота, у которых каталитическая активность в разы больше, — объяснила эффект руководитель проекта по гранту РНФ Марина Румянцева, профессор кафедры неорганической химии химического факультета МГУ. — Обновленный таким образом сенсор можно будет использовать для определения бензола в воздухе после необходимой аттестации».