Разработка и создание энергоэффективных чувствительных элементов газовых сенсоров на основе углеродных наноструктур

Проект направлен на решение проблемы воспроизводимого получения углеродных наноструктур на основе нанотрубок методом плазмохимического осаждения из газовой фазы, обладающих контролируемыми размерами, заданными свойствами, сформированными в заданном месте устройства с целью создания чувствительного элемента газового сенсора. В настоящее время в устройствах экологического контроля и безопасного жизнеобеспечения применяются различные типы сенсоров газа, к которым предъявляются всё большие требования (скорость срабатывания, стабильность, селективность, длительность и возможность автономной работы). При этом существующие сенсоры накладывают значительные ограничения на режимы и области их эксплуатации. Хорошей альтернативой существующим чувствительным элементам сенсоров на основе оксидов металлов, эмиттеров и радиоактивных излучателей могут стать углеродные наноструктуры, которые позволяют повысить чувствительность, селективность и стабильность рабочих характеристик, технологичность и дешевизну при серийном производстве, обеспечить устойчивость к ложному срабатыванию и снижению энергопотребления. Кроме того, селективность при детектировании отдельных газов может быть повышена за счет увеличения развитости поверхности или модификации поверхности углеродных наноструктур различными наночастицами. Образованные за счет модификации гибридные наноструктуры на основе массивов углеродных нанотрубок покрытых нанокристаллическими пленками оксидов металлов (VxOy, SnO2, ZnO и др.) с различными легирующими добавками позволяют обеспечить требуемый спектр сенсорных свойств, а именно – селективность и чувствительность в широком диапазоне газов. Однако проблема воспроизводимого получения углеродных наноструктур с контролируемыми размерами, заданными свойствами и сформированными в заданном месте устройства сдерживает их массовое применение. Решение данной проблемы позволит получить научные и научно-технические результаты в области технологии создания чувствительных элементов энергоэффективных сенсоров газа, что может стать частью инновационного развития внутреннего рынка продуктов и услуг, а также устойчивого положения России на внешнем рынке.