Ученые Пензенского государственного университета предложили простой и точный способ измерять пористость наноматериалов, которые лежат в основе газовых сенсоров и фотокатализаторов. О методе рассказала пресс-служба Минобрнауки РФ.
Газовые сенсоры используются в промышленности, транспорте, шахтах и бытовых системах безопасности. Они реагируют на опасные газы и помогают предотвратить аварии. Фотокатализаторы очищают воздух и воду от вредных веществ. В обоих случаях ключевую роль играет поверхность материала — прежде всего, ее пористость на наноуровне. Именно она определяет, насколько чувствительным и стабильным будет устройство.
Самой трудной для анализа частью этой структуры остаются субнанопоры диаметром менее 2 нм. Они сильнее всего влияют на рабочие свойства сенсоров, но почти не поддаются измерению стандартными методами, потому что требуют сложных приборов, долгой подготовки и имеют ограничения по диапазону размеров пор.
В ПГУ предложили оценивать пористость по изменению электрического сопротивления тонкой пленки при воздействии строго заданных паров воды. По этому сигналу рассчитываются средний размер и концентрация субнанопор. В результате один и тот же эксперимент дает сразу несколько важных параметров материала.
Способ проверили на большом массиве данных в межкафедральной научной лаборатории «Перспективные наноматериалы, покрытия и устройства электроники» ПГУ, на иерархических наноматериалах на основе оксида цинка, полученных золь-гель-способом. Исследователи проанализировали более 10 серий образцов, каждая включала от 5 до 10 пленок. Измерения проводили на стандартной установке для оценки чувствительности без доработки оборудования.
Новый метод легко встраивается в уже существующие измерительные схемы и позволяет одновременно оценивать пористость и чувствительность сенсорных элементов. Это упрощает разработку газовых сенсоров и фотокатализаторов и дает более точный контроль их свойств, от которых напрямую зависят безопасность и эффективность промышленных и экологических технологий.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что работу суперконденсатора воспроизвели на уровне отдельных молекул и ионов.
