Химики из РХТУ им. Д.И. Менделеева и ученые ИОНХ РАН напечатали тонкие и однородные пленки ITO с помощью перьевого плоттера
Сотрудники РХТУ им. Д.И. Менделеева и ученые ИОНХ РАН
расширили сферы применения пленок из оксида индия и олова (ITO),
напечатав тонкие и однородные пленки ITO с помощью перьевого
плоттера. Такой эксперимент показал возможность селективно
регистрировать содержание угарного газа в концентрациях даже на
порядок меньше предельных допустимых. Исследование
опубликовано в журнале
Talanta.
Для того чтобы оценивать и контролировать содержание разных газов
в атмосферном воздухе, нужно постоянно его мониторить. Такая
процедура предполагает работу резистивных газовых сенсоров,
которые работают на основе материалов с электрофизическими
характеристиками, зависящими от концентрации различных газов в
окружающей среде. Самый подходящий для оценки воздуха компонент —
смешанный оксид индия и олова ITO
(In2O3-10%SnO2). Его отличает
хорошая электропроводность, а пленки из него можно наносить
на самые разные поверхности.
В ходе своего исследования российские химики выяснили, как быстро
и качественнно получить рецепторные покрытия из ITO. Они пришли к
выводу, что их можно сделать с помощью удобной техники перьевой
плоттерной печати. Причем в качестве чернил ученые
использовали растворы двух комплексных соединений с индием и
оловом в составе, что позволяет получать однородные поверхности.
«Чернила смешивали в пере плоттера и подавали на чип из
Al2O3 с нанесенными платиновыми
электродами. Перо равномерно перемещалось по поверхности, и после
нанесения каждого слоя пленка высушивалась в течении десяти
минут, а потом процедура повторялась вновь. Всего было нанесено
двадцать слоев, при этом после первых десяти пленку дополнительно
отжигали при температуре 250 °С. В результате получилась пленка
ITO толщиной 600 нм с однородной поверхностью — максимальный
перепад высот составлял не более 8 нм», — сообщили в
пресс-релизе.
После печати пленки, ученые проверили ее на выполнения своих
функций. Пленку вносили в атмосферу газов CO, CO2,
CH4, H2 и NH3, чтобы посмотреть,
как будет изменяться ее сопротивление. На угарный газ был
показан самый мощный сенсорный отклик ITO. Также исследователи
выяснили, что ITO-пленка может детектировать концентрации CO даже
на уровне 2 миллионных долей, что почти на порядок меньше
предельной допустимой концентрации угарного газа в воздухе (от 20
до 35 миллионных долей). Исследование химиков очень важно, потому
что оно доказало, что с помощью напечатанной ITO-пленки можно
селективно детектировать в окружающей атмосфере токсичный угарный
газ, который не обладает ни цветом, ни запахом, ни вкусом.
Фото: пресс-служба РХТУ.
Информация предоставлена пресс-службой РХТУ.
Источник: scientificrussia.ru
