Ученые разрабатывают эффективные материалы для мониторинга влажности

В последние годы синтез новых газочувствительных материалов для резистивных датчиков влажности вызывает значительный интерес среди ученых и исследователей. В данной работе были получены никелевые металлополимерные нано-композиты методом термолиза никелевого итаконата и его комплексов с 2,2′-дипиридином, 1,10-фенантролином и 4′-фенил-2,2′:6′,2”-терпиридином. Полученные нано-композиты были охарактеризованы при помощи различных методов, таких как FTIR, элементный анализ, ЭДХ, СЭМ, ТЭМ и рентгеновская дифракция (РД). Средние размеры частиц составили 28, 12.8, 10.7 и 12.3 нм для продуктов термолиза соединений соответственно.

Экспериментальные образцы датчиков продемонстрировали хорошую чувствительность к относительной влажности воздуха: 3.24 %/%RH, 4.72 %/%RH, 2.18 %/%RH и 4.37 %/%RH для продуктов термолиза соединений с полимерным вяжущим полиакриламидом. Среднее начальное сопротивление датчиков составило 4.54, 15.33, 20.8 и 35.75 МΩ соответственно. Благодаря высокой пористости и способности пленки к поглощению влаги, максимальная чувствительность достигала около 0.003 МΩ/%RH, что указывает на достаточно эффективное поведение пленки в условиях изменяющейся влажности. Время отклика составило 27, 25, 33 и 30 секунд, а время восстановления — 47, 44, 51 и 49 секунд соответственно. Повторные эксперименты показали воспроизводимость результатов в пределах 87–92 %.

Эти датчики имеют большой потенциал для применения в качестве элемента для измерения влажности в системах мониторинга окружающей среды.

В исследовании принимал участие коллектив авторов из ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Кугабаева Гульсара, Гульжян ДжардималиеваЛаборатория металлополимеров

при участии коллег из других научных центров:

  • Химический факультет Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Россия
  • Московский авиационный институт, Национальный исследовательский университет, Москва , Россия

Igor E. Uflyand, Vladimir A. Zhinzhilo, Gulsara D. Kugabaeva, Kamila K. Kydralieva, Gulzhian I. Dzhardimalieva // Synthesis of nickel-containing metal-polymer nanocomposites and their use as a humidity sensor // Synthetic Metals, Volume 307, September–October 2024, 117709, Q-1, IF=4.0

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2024.117709

В последние годы синтез новых газочувствительных материалов для резистивных датчиков влажности вызывает значительный интерес среди ученых и исследователей. В данной работе были получены никелевые металлополимерные нано-композиты методом термолиза никелевого итаконата и его комплексов с 2,2′-дипиридином, 1,10-фенантролином и 4′-фенил-2,2′:6′,2”-терпиридином. Полученные нано-композиты были охарактеризованы при помощи различных методов, таких как FTIR, элементный анализ, ЭДХ, СЭМ, ТЭМ и рентгеновская дифракция (РД). Средние размеры частиц составили 28, 12.8, 10.7 и 12.3 нм для продуктов термолиза соединений соответственно.

Экспериментальные образцы датчиков продемонстрировали хорошую чувствительность к относительной влажности воздуха: 3.24 %/%RH, 4.72 %/%RH, 2.18 %/%RH и 4.37 %/%RH для продуктов термолиза соединений с полимерным вяжущим полиакриламидом. Среднее начальное сопротивление датчиков составило 4.54, 15.33, 20.8 и 35.75 МΩ соответственно. Благодаря высокой пористости и способности пленки к поглощению влаги, максимальная чувствительность достигала около 0.003 МΩ/%RH, что указывает на достаточно эффективное поведение пленки в условиях изменяющейся влажности. Время отклика составило 27, 25, 33 и 30 секунд, а время восстановления — 47, 44, 51 и 49 секунд соответственно. Повторные эксперименты показали воспроизводимость результатов в пределах 87–92 %.

Эти датчики имеют большой потенциал для применения в качестве элемента для измерения влажности в системах мониторинга окружающей среды.

В исследовании принимал участие коллектив авторов из ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Кугабаева Гульсара, Гульжян ДжардималиеваЛаборатория металлополимеров

при участии коллег из других научных центров:

  • Химический факультет Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Россия
  • Московский авиационный институт, Национальный исследовательский университет, Москва , Россия

Igor E. Uflyand, Vladimir A. Zhinzhilo, Gulsara D. Kugabaeva, Kamila K. Kydralieva, Gulzhian I. Dzhardimalieva // Synthesis of nickel-containing metal-polymer nanocomposites and their use as a humidity sensor // Synthetic Metals, Volume 307, September–October 2024, 117709, Q-1, IF=4.0

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2024.117709