Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Нанопорошкові матеріали та структури на їх основі для створення газосенсорних систем нового покоління"

м4

Автори: Cередницький А.С., к.ф.-м.н.,  Лесюк Р.І., к.т.н

Представлений Інститутом прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С.Підстригача НАН України.

Цикл наукових праць складається з 10 наукових статей.

Метою циклу наукових праць є розробка лазерних методів одержання та модифікації властивостей нанопорошкових металоокисних матеріалів і структур на їх основі, вивчення їх фізико-хімічних властивостей та сенсорних характеристик для створення на їхній базі газових сенсорів нового покоління з високою швидкодією, чутливістю і селективністю.

Авторами вперше одержано нанопорошки ТіО2, ZnO та структури типу «ядро-оболонка» на їх основі методом лазерної абляції металічної мішені в газовому хімічно-активному середовищі. Встановлено фізичні закономірності процесів формування наночастинок металоокисів та одержані залежності дисперсного і фазового складів та їх структурних характеристик від просторово-часових характеристик лазерного випромінювання та технологічних параметрів хімічно-активного середовища.

Виявленоі фізико-хімічні закономірності формування адсорбційних електронних станів на поверхні вихідних та легованих нанопорошкових TiO2 та ZnO і структур на їх основі типу «ядро-оболонка» при адсорбції на них газів та виявлена висока чутливість смуг люмінесцентного свічення до типу адсорбованих молекул та їх концентрацій.

Запропоновано метод формування струмопровідних доріжок на алюмооксидній підкладці шляхом спікання наночастинок срібла в режимі фотоіндукованого нагріву підкладки імпульсним випромінюванням лазера. Встановлено характер залежності опору доріжок від енергії, тривалості та частоти слідування лазерних імпульсів. Запропоновано та розроблено технологію лазерного відпалу заданого шару наночастинок, що забезпечило значне зменшення часу спікання у порівнянні з відомими термічним методами.

Практична значимість полягає у розробці лабораторного макету газосенсорної системи, що дає змогу реєструвати та аналізувати газові суміші з високою чутливістю, селективністю та швидкодією.

 

Кількість публікацій: 73, в т.ч. 10 статей (4 у зарубіжних журналах), 23 тези доповідей. Загальний індекс цитування публікацій складає 11 (згідно баз даних Scopus), h-індекс =2. Отримано 3 патенти.

Надіслати коментар

Коментарі

Yuiry Syvenkyy

The market for air and gas analysis equipment spans a wide range of applications over a wide range of pressure and vacuum including ambient air monitoring for hazardous materials, homeland security, emissions monitoring for engine development, stack gas emissions monitoring, gas composition and purity monitoring for process control, and leak detection.
The series of the research work in the field of gas-sensor systems using latest nano-material technologies is a novel, patented and original method of synthesizing low-dimensional structures for practical use in gas monitoring applications. New generation of the gas sensing technique with high speed, resolution, precision and material compatibility were proposed based on complexes research investigations. Gas analyzing system includes semiconductor optical sensor, which functions by the effect of transforming of adsorption of fluorescent signal, which corresponds to quantity and sort of gas particles adsorbed. Multi-sensor system has a set of ZnO and TiO2 adsorbents of various modifications, which are characterized by great sensitivity to all kind of gas molecules, were suggested. Simultaneous reading of all the sensors effectively detects presence of different gases as well as their concentration.
Obtained results in the frame of this work have significant scientific and practical value. Laser surface alloying of the nano-particles is a fast, accurate and repeatable process control method for sensing materials production.
Serednytskij's A. and Lesyuk's R. scientific work has a great interest in the fundamental studies as well as in practical use. This research group deserves recognition and support by award of the prize of the President of Ukraine for young scientists.

Yuriy Syvenkyy, Optical Engineer at Photon Control, Burnaby, BC, Canada

Будзуляк Іван Михайлович

Незважаючи на те, що на даний час існують діючі, як напівпровідникові, так і електрохімічні газосенсорні системи проблема детектування газів в складних сумішах залишається актуальною і на сьогодні. Існуючі на даний час газові сенсори дають змогу виявляти, переважно, окремі види газів з обмеженою чутливістю і швидкодією реєстрації. А тому, існує нагальна проблема реєстрації сумішей газів, зокрема, для проведення моніторингу навколишнього середовища, виявлення пожеже, агресивних та вибухонебезпечних газових сумішей і систем раннього оповіщення і, відповідно, запобігання екологічним катастрофам, а тому до цих проблем прикута увага багатьох вітчизняних і закордонних наукових шкіл та фахівців у галузі фізики і хімії поверхні твердого тіла.
Практична цінність роботи полягає у тому, що її результати можуть бути покладені в основу розробки нових прогресивних способів синтезу низькорозмірних структур з використанням лазерної реактивної технології та побутові на їх основі газосенсорних систем нового покоління. В циклі робіт: запропоновано спосіб одержання нанопорошкового ZnO при абляції металічної мішені в хімічно-активному середовищі; вивчено вплив газового середовища на фотолюмінісцентні властивості нанопорошкового окису цинку; визначено оптимальні параметри струменевого друку колоїдом срібла на поліімідних підкладках та встановлено технологічні режими термічної обробки шарів колоїду срібла для формування функціональних вузлів та елементів струмопровідних частин електронних схем обробки сигналу газосенсорної системи.
Результати циклу робіт опубліковано у 10 статтях у фахових видань, з яких, зокрема, чотири статті публікації у базі даних Scopus та 23 публікації у матеріалах міжнародних і всеукраїнських конференцій. Новизна розроблених методик захищена трьома Патентами України на винаходи. Результати виконаних робіт впроваджені на науково-виробничому підприємстві «Стеліт» (Україна, Львів).
З огляду на вищесказане вважаю, що цикл наукових праць "Нанопорошкові матеріали та структури на їх основі для створення газосенсорних систем нового покоління" є цінною науковою роботою як з теоретичної, так і практичної точок зору, виконаної на високому науковому рівні та достатньо повно представленою у друкованих фахових виданнях, а автори циклу наукових праць заслуговують присудження їм Премії Президента України для молодих вчених.

Доктор фізико-математичних наук,
професор кафедри матеріалознавства і новітніх технологій
Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника»
І.М.Будзуляк

Фітьо Володимир Михайлович

Цикл наукових праць на тему "Нанопорошкові матеріали та структури на їх основі для створення газосенсорних систем нового покоління" авторського колективу у складі Середницького А.С і Лесюка Р.І. є комплексним дослідженням, основні результати якого, на мій погляд, полягають у наступному: авторами запропоновано лазерний реактивний спосіб одержання нанопорошків, який дає змогу ефективно продукувати нанопорошкові матеріали складних сполук та структури на їх основі; створенням структур «ядро-оболонка» підвищено більш ніж на порядок квантову ефективність люмінесцентного свічення та одержано структури з рекордною чутливістю на основі матеріалів Zn/ZnO; створено мультисенсорну систему із набором адсорбентів ZnO і TiO2 різної модифікації, які характеризуються високою чутливістю щодо різних типів молекулярних газів та їх сумішей; розроблено технологію формування струмопровідних елементів електронних плат методом струменевого друку наночастинок срібла. Запропоновано метод формування струмопровідних доріжок на алюмооксидній підкладці шляхом спікання наночастинок срібла в режимі фотоіндукованого нагріву підкладки імпульсним випромінюванням лазера. Очевидно, що даний підхід може слугувати ефективному формуванню функціональних вузлів та елементів струмопровідних частин електронних схем обробки сигналу газосенсорної системи нового покоління.
Важливо, що розроблені у циклі праць методики захищені трьома патентами України на винаходи, а результати виконаних робіт впроваджені на науково-виробничому підприємстві «Стеліт».
Вважаю, що даний цикл наукових праць має значну науково-технічну цінність, а його автори безсумнівно заслуговують на присудження їм Премії Президента України для молодих вчених у 2014 році.

Д.ф.-м.н., професор кафедри фотоніки Національного університету «Львівська політехніка» Фітьо В.М.

Тарнавчик Ігор Тарасович

Цикл наукових праць „Нанопорошкові матеріали та структури на їх основі для створення газосенсорних систем нового покоління” присвячено розробці лазерних методів одержання та модифікації властивостей нанопорошкових металоокисних матеріалів і створення на їхній базі газових сенсорів нового покоління з високою швидкодією, чутливістю і селективністю. Запропонований метод детектування газів має особливе значення для створення нових засобів вимірювання хімічного складу газових середовищ та розробки високоефективних газосенсорних систем і приладів, оскільки вирізняється особливо високою чутливістю - до 2-5 ppb.

Робота охоплює три основні напрямки досліджень: 1) синтез металоокисних матеріалів і структур типу «ядро-оболонка» на їх основі; 2) розроблення нового люмінесцентного методу для детектування газових частинок; 3) застосування струменевого друку з використанням наночастинок металів для формування функціональних вузлів та елементів струмопровідних частин електронних схем обробки сигналу газосенсорної системи. Різноманіття експериментальних технік та застосування сучасних методів досліджень забезпечують високу достовірність наведених результатів, що підтверджується численною кількістю публікацій в вітчизняних та міжнародних журналах.

Окрім багатьох важливих наукових та практичних результатів, представлених в циклі праць, хотілося б відмітити результати досліджень по розробленню технології струменевого друку колоїдом срібла на поліімідних підкладках. Вважаю, що розроблений спосіб формування струмопровідної частини вузлів та частин приладів (друкованих плат, сенсорів) шляхом використання наночастинок срібла теж має неабияке практичне значення, оскільки є технологічним і дозволяє легко автоматизувати процес формування рисунку плати, в тому числі для пристроїв гнучкої електроніки.

На мою думку, представлений цикл робіт, безумовно, є вартим уваги, а його автори, Андрій Середницький та Ростислав Лесюк, заслуговують на присудження премії Президента України для молодих вчених за 2014 рік.

Тарнавчик І.Т.
PhD, Research Fellow, North Dakota State University

Франів Андрій Васильович

Цикл робіт авторів Середницького А.С. і Лесюка Р.І. «Нанопорошкові матеріали та структури на їх основі для створення газосенсорних систем нового покоління», присвячений досить актуальному напрямку розвитку систем реєстрації шкідливих газів та моніторингу повітря є важливими пріоритетами світової політики по охороні навколишнього середовища. Особливістю даного циклу робіт є цілісний і комплексний підхід до вирішення проблеми. Авторами запропоновано і запатентовано способи: створення нанопорошкових металоокисних матеріалів і структур на їх основі типу «ядро-оболонка» як активних елементів напівпровідникових газових сенсорів; новий люмінесцентний метод детектування газових частинок; застосування струменевого друку з використанням наночастинок металів для формування функціональних вузлів та елементів струмопровідних частин електронних схем обробки сигналу газосенсорної системи.
Одержані результати мають значиму як фундаментальну так і прикладну складові і можуть бути покладені в основу розробки нових прогресивних способів синтезу низькорозмірних структур з використанням лазерної реактивної технології та побудови газосенсорних систем нового покоління. Високий рівень одержаних результатів підтверджують публікації в провідних фахових наукових журналах і доповіді авторів на престижних міжнародних конференціях.
Вважаю, що цикл наукових робіт авторського колективу у складі Середницького Андрія та Лесюка Ростислава безсумнівно заслуговують присудження їм Премії Президента України для молодих вчених.

Франів А.В., професор кафедри експериментальної фізики ЛНУ імені Івана Франка

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.