Міністерство освіти і науки України Національний університет Львівська

Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська Політехніка» Кафедра «Електронних приладів» Бакалаврська кваліфікаційна робота На тему: «РОЗРОБЛЕННЯ АКТИВНОГО СЕРЕДОВИЩА СЕНСОРА NH 3 НА ОСНОВІ ХОЛЕСТЕРИЧНИХ РІДКИХ КРИСТАЛІВ» Студент Поліщук В. І. Д. ф-м. н. Микитюк З. М.

Мета: - розроблення активного середовища сенсора NH 3 на основі холестеричних рідких кристалів; - дослідження спектральних характеристик холестериконематичної суміші з вуглецевими нанотрубоками при реакції на аміак.

Завдання: - розглянути різновидності оптичних сенсорів; - розробити активне середовище для оптичного сенсора аміаку

Схематичні зображення ВНТ: а – одностінних; б - багатостінних а б

Схематичне зображення ОВНТ, функціоналізованої органічними речовинами

Загальна формула молекули ефірів холестерину Структура молекули холестерилбензоату

Механіз взаємодії аміаку з вуглецевою нанотрубкою

Розроблені зразки холестерично – нематичної суміші допованої одношаровими вуглецевими нанотрубками

Загальний вигляд установки для дослідження впливу аміаку на активне середовище

Структурні схеми сигнальних перетворювачів оптоелектронних сенсорів: а - з RGB світлодіодами; б - з RGB фотодіодами (б)

Спектральні характеристики інтегрованого модуля RGB світлодіодів VLMRGB 343 Vishay

Спектр пропускання ХНС (з домішкою вуглецевих нанотрубок: 1 – концентрація 5 СВ – 25 %; 2 – концентрація 5 СВ 40%

Спектр пропускання холестерико-нематичної суміші з концентрацією 5 СВ 25% та домішкою багатостінкових вуглецевих нанотрубок під дією NН 3

Залежність зміни довжини хвилі короткохвильового мінімуму пропускання світла від концентрації NO 2 для ХНС з одностінковими нанотрубками: а - 1 – концентрація нанотрубок 0, 15% та концентрація 5 СВ 25 %; 2 – 0, 3% та 25%, 3 – 0, 5% та 25 %; б - 1 – 0, 15% та 40%; 2 – 0, 3% та 40%; 3 – 0, 5 % та 40% а б

Залежність зміни довжини хвилі довгохвильового мінімуму пропускання світла від концентрації NO 2 для ХНС з одностінковими нанотрубками: а - 1 – концентрація нанотрубок 0, 15% та концентрація 5 СВ 25 %; 2 – 0, 3% та 25%, 3 – 0, 5% та 25 %; б - 1 – 0, 15% та 40%; 2 – 0, 3% та 40%; 3 – 0, 5 % та 40% а б

Залежність зміни довжини хвилі короткохвильового мінімуму пропускання світла від концентрації NO 2 для ХНС з багатостінковими нанотрубками: а - 1 – концентрація нанотрубок 0, 15% та концентрація 5 СВ 25 %; 2 – 0, 3% та 25%, 3 – 0, 5% та 25 %; б - 1 – 0, 15% та 40%; 2 – 0, 3% та 40%; 3 – 0, 5 % та 40% а б

Залежність зміни довжини хвилі довгохвильового мінімуму пропускання світла від концентрації NO 2 для ХНС з багатостінковими нанотрубками: а - 1 – концентрація нанотрубок 0, 15% та концентрація 5 СВ 25 %; 2 – 0, 3% та 25%, 3 – 0, 5% та 25 %; б - 1 – 0, 15% та 40%; 2 – 0, 3% та 40%; 3 – 0, 5 % та 40% а б

Висновок У другому розділі за результатами експерименту було дослідженно що концентрація у 0, 066 мг/м 3 (1, 188 ppm) недостатньо для суттєвих змін спектру ХНС, що говорить про необхідність збільшення концентрації парціального тиску Змінюючи співвідношення між концентраціями нанотрубок та НРК, можна отримувати суміші, які мають максимальний коефіцієнт спектральної чутливості в заданому діапазоні концентрації газу. Запропоновано реалізацію сигнального перетворювача оптичних сенсорів з використанням частотно – селективного трансімпедансного підсилення фотоструму та подальшого кореляційного сигнального перетворення.