Розроблення високочутливих оптичних сенсорів шкідливих газів (SO2, NO2, та CO2) на основі рідкокристалічних речовин, допованих вуглецевими нанотрубками

Abstract

Дисертація присвячена розробці та дослідженню нанокомпозитів на основі холестерико-нематичних сумішей, допованих одно- дво- та багатостінними вуглецевими нанотрубками для оптичних сенсорів. У роботі отримано нові високочутливі до газів нанокомпозити на основі холестерико-нематичних сумішей, допованих вуглецевими нанотрубками. Проведено дослідження спектральних характеристик отриманих нанокомпозитів під дією газів SO2, NO2 та CO2. Виявлено закономірності впливу молекул газів на зміну спектральних характеристик холестерико-нематичних сумішей, допованих вуглецевими нанотрубками. Визначено склад нанокомпозиту, який виявляє максимальну чутливість до кожного досліджуваного газу. На основі отриманих матеріалів розроблено високочутливий оптичний сенсор шкідливих газів (SO2, CO2 та NO2). Розроблений сенсор володіє високими метрологічними характеристиками, а точність вимірювання не перевищує 0,5%. Целью работы являетьтся разработка и исследование нанокомпозитов на основе холестерико-нематических смесей, допированных одно- дву- и многостенными углеродными нанотрубками для оптических сенсоров. В работе получены новые высокочувствительные к газам нанокомпозиты на основе холестерико-нематических смесей, допированных углеродными нанотрубками. Проведены исследования спектральных характеристик полученных нанокомпозитов под действием газов SO2, NO2 и CO2. Обнаружены закономерности влияния газовых молекул на изменение спектральных характеристик холестерико-нематических смесей, допированных углеродными нанотрубками. Определен состав нанокомпозита, максимально чувствительного к каждому исследуемому газу. На основе полученных материалов разработан высокочувствительный оптический сенсор вредных газов (SO2, CO2 и NO2). Разработанный сенсор имеет высокие метрологические характеристики. а точность измерения не превышает 0,5%. This thesis is focused on the research and development of nanocomposites based on cholesteric-nematic mixtures, doped by single, double and multiwall carbon nanotubes for optical sensors. A new nanocomposite based on cholesteric-nematic mixtures doped by carbon nanotubes that have a high sensitivity for SO2, NO2 and CO2 was developed. The spectral characteristics of the developed nanocomposites under the influence of these gasses were investigated. It was found that the gas molecules change the spectral characteristics of cholesteric-nematic mixtures doped by carbon nanotubes. The composition of the nanocomposite that detects the maximum sensitivity to each gas was determined. Highly sensitive optical sensor of harmful gasses (SO2, CO2 and NO2) were developed based on this new nanocomposite. The developed sensor has high metrological performance and error in accuracy of measurement does not exceed 0.5%