Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00776 AP19678266-KC-23 0123РК00556
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 27723341 AP19678266
Name of work
Разработка селективного газового сенсора взрывоопасных и вредных веществ на основе наноструктурных полупроводников для обеспечения безопасности на производстве
Type of work Source of funding Report authors
Applied Ибраимов Маргулан Касенович
0
0
3
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования являются наноструктурированные сенсоры для различных газов, как аммиак, толуол, хлороформ, метан и др.

Зерттеу объектісі - аммиак, толуол, хлороформ, метан және т.б. сияқты әртүрлі газдарға арналған наноқұрылымдық сенсорлар.

Целью научного проекта является разработка высокоэффективного селективного сенсора взрывоопасных и вредных для человека газов на основе структурной модификации наноструктурных полупроводниковых пленок. Основными сферами применения данных устройств являются промышленные предприятия и шахты, службы промышленной безопасности, а также объекты стратегического назначения и массового скопления людей.

Ғылыми жобаның мақсаты – наноқұрылымды жартылай өткізгіш пленкалардың құрылымдық модификациясы негізінде жарылғыш және зиянды газдар үшін жоғары тиімді селективті сенсорды жасау. Бұл құрылғыларды қолданудың негізгі бағыттары өнеркәсіптік кәсіпорындар мен шахталар, өнеркәсіптік қауіпсіздік қызметтері, сондай-ақ стратегиялық мақсаттағы объектілер мен адамдар көп жиналатын объектілер болып табылады.

Экспериментальное исследование газочувствительных свойств наноструктурированных пленок кремния с различной поверхностной модификацией для определенных исследуемых газов для повышения чувствительности и эффективности использования в промышленных организациях.

Өнеркәсіптік ұйымдарда сезімталдықты және пайдалану тиімділігін арттыру үшін зерттелетін кейбір газдар үшін әртүрлі беттік модификациялары бар наноқұрылымды кремний қабықшаларының газға сезімталдық қасиеттерін эксперименттік зерттеу.

Получены наноструктурированные пленки с чувствительностью от 0,1 ppm до 10 ppm на молекулы газа аммиака, толуола, хлороформа, метана. Было отобрано несколько образцов пористого кремния пористостью 59-83% и исследованы вольт-амперные и вольт-фарадные характеристики, морфологические и оптические свойства. В результате установлено, что наиболее эффективным сенсором газа при концентрации NH3 0,1 ppm с параметрами электрохимического травления j = 5 мА/см2, U = 30 В, t = 40 мин (72 % пористости). Измерения показали, что чувствительность сенсора CuO-PS к газу метану достигает 7%. Также было определено, что сила тока сенсора достигает насыщения при определенном значении концентрации газа метана. При закачке 4,8 л метана в контейнер емкостью 0,22 л в течение 60 секунд значение тока сенсора увеличивалось с исходных 0,18 мА до 0,195 мА, достигая значения насыщения. Следовательно, газовый сенсор с гетероструктурой CuO-PS имеет верхний предел концентрации газа, при котором текущее значение является насыщенным. Экспериментальные работы показали, что материал CuO-PS имеет перспективу использования в качестве сенсора газа метана.

Аммиак, толуол, хлороформ және метанның газ молекулалары үшін сезімталдығы 0,1 ppm-ден 10 ppm-ге дейінгі наноқұрылымды пленкалар алынды. Кеуектілігі 59-83% кеуекті кремнийдің бірнеше үлгілері таңдалып, ток-кернеу және сыйымдылық-кернеу сипаттамалары, морфологиялық және оптикалық қасиеттері зерттелді. Нәтижесінде, ең тиімді газ датчигі NH3 концентрациясы 0,1 ppm электрохимиялық оюлау параметрлері j = 5 мА/см2, U = 30 В, t = 40 мин (кеуектілігі 72%) болатыны анықталды. Өлшеу жұмыстары CuO-PS сенсорының метан газына сезімталдығы 7 %-ға жететіндігін көрсетті. Сондай-ақ, метан газының концентрациясының белгілі бір мәнінде сенсордың ток күшінің қанығатындығы анықталды. Көлемі 4.8 л метанды 0.22 л ыдысқа 60 секунд уақыт бойы жібергенде, сенсордың ток мәні бастапқы 0,18 мА-ден 0,195 мА-ге дейін артып, қанығу мәніне жетті. Демек, CuO-PS гетероқұрылымдық газ сенсорының ток күші мәні қанығатындай, газ концентрациясының жоғарғы шегі бар. Эксперименттік жұмыстар CuO-PS материалының метан газ сенсоры ретінде қолдану перспективасы бар екендігін көрсетті.

Полученные наноструктурированные пленки оказались эффекивны для регистрации метана, так как являются безопасными в промышленных центрах и шахтах и энергоэффективными из-за отсутствия нагревательного элемента.

Алынған наноқұрылымды қабыршақтар метанды анықтау үшін тиімді болып шықты, өйткені олар өнеркәсіп орталықтары мен шахталарда қауіпсіз және қыздыру элементінің болмауына байланысты энергияны үнемдейді.

не внедрено

ендірілмеген

Использование наноструктурированных пленок в качестве сенсора на промышленных объектах и шахтах является более эффективным по сравнению с существующими сенсорам, так как они являются более энергоэффективными, безопасными из-за отсутствия нагревателя, что может вызвать взрыв, а также имеют низкую себестоимость.

Өнеркәсіптік нысандар мен шахталарда сенсор ретінде наноқұрылымды қабыршақтарды пайдалану қолданыстағы сенсорлармен салыстырғанда тиімдірек, өйткені олар энергияны үнемдейді, жарылыс тудыруы мүмкін жылытқыштың болмауына байланысты қауіпсіз, сонымен қатар құны төмен.

Разрабатываемые сенсоры будут использоваться в шахтах и в промышленных объектах.

Жасалып жатқан сенсорлар шахталар мен өнеркәсіптік нысандарда қолданылады.

UDC indices
621.382
International classifier codes
47.14.00;
Key words in Russian
Наносенсоры; датчик газа; системы раннего оповещения; пористые наноструктуры; гетероструктуры;
Key words in Kazakh
наносенсорлар; газ датчигі; алдын ала ескерту жүйелері; кеуекті наноқұрылымдар; гетероқұрылымдар;
Head of the organization Айтжанова Жамила Нурматовна Доктор экономических наук / ассоциированный профессор (доцент)
Head of work Ибраимов Маргулан Касенович Phd / доцент