|
|
Nanoscaled polypyrrole for sensing gaseous analytes and volatile organic compounds
Šetka, Milena ; Dian,, Juraj (referee) ; Mandayo, Gemma García (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
Polypyrol (PPy) je heterocyklický vodivý polymer s chemickou strukturou založenou na existenci systému konjugovaných elektronů mezi střídajícími se jednoduchými a dvojnými vazbami. Díky svým vynikajícím vlastnostem jako je dobrá elektrická vodivost, relativně vysoká stabilita prostředí a zároveň i jednoduchost a variabilita metod jeho přípravy, přilákal tento polymer pozornost mnoha vědců z různých vědních disciplín. Cílem výzkumu v této dizertační práci byla studie senzorického chování PPy. Za tímto účelem byla ověřena účinnost nanostruktur PPy při detekci vybraných „vysoce důležitých molekul plynů“ včetně acetonu, amoniaku, etanolu, etylenu a toluenu. V této práci byl připraven PPy ve formě nanotyčinek (NRs) pomocí elektrochemické syntézy a také ve formě nanočástic (NPs) chemickou cestou. Dále byly připraveny modifikované PPy struktury, a to funkcionalizací PPy NPs katalytickými částicemi zlata (Au), stříbra (Ag) a teluridu kademnatého (CdTe). Pro charakterizaci morfologie, složení a struktury připravených materiálů bylo použito několik komplementárních analytických (mikroskopických i spektroskopických) technik. Navíc byly využity techniky jako Ramanova a rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS) pro in-situ test detekce plynů, které potvrdily potenciál připraveného materiálu, tedy PPy NRs i PPy NPs, pro využití v senzorech plynů. Za účelem výroby senzoru plynů byl připravený PPy materiál integrován do dvou typů převodníkových platforem: chemorezistivní a na bázi povrchové akustické vlny v tzv. Love módu (L-SAW). Test detekce plynů pro chemorezistivní senzory s PPy NRs ukázal pouze zanedbatelnou odpověď těchto senzorů pro oxid dusičitý a amoniak z důvodu jejich komplikované architektury. Změření odzevy tvou typú chemorezistivních senzorů-nemodifikovaného i modifikovaného PPy NPs nebylo možné z dúvodu extrémně vysoké odporu v řádu G. Nicméně multivodivé L-SAW senzory založené na holých PPy NPs či PPy NPs modifikovaných Au či Ag NPs a nebo CdTe kvantovými tečkami (QDs) vykazovaly odezvu pro nízké koncentrace všech testovaných velmi důležitých molekul plynů při pokojové teplotě (RT). Obecně měly L-SAW senzory s modifikovanou citlivou vrstvou vyšší citlivost než senzory s nemodifikovanou PPy citlivou vrstvou. Účinnost L-SAW senzoru primárně závisí na pracovní frekvenci a na výběru citlivé vrstvy v aktivní oblasti senzoru. Z otestovaných typů vrstev senzoru vuči jednotlivým plynům, modifikovaná PPy NPs s Ag NPs i Au NPs se javí jako nejlepší varianta pro detekci acetonu. Připravené L-SAW senzory na bázi PPy jsou jednoduchá a cenově přijatelná zařízení s vylepšenými detekčními vlastnostmi jako je vysoká senzitivita a nízký limit detekce (LOD), což je řadí mezi potenciální kandidáty v budoucích systémech pro kontrolu kvality vzduchu, potravin a rovněž pro diagnostiku nemocí z dechu.
|
|
|
The study of the electrical and dielectric properties of gas sensors based on ionic liquids
Maráčková, Lucie ; Pospíšil, Jan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
This diploma´s thesis is focused on a study of electrical and dielectric properties of gas sensors based on ionic liquids. Measurements were done on two different types of OECT substrates (0099 and 0160). Three ionic liquids and physiological solution PBS were chosen as electrolytes. Direct current current-voltage characteristic was measured. Switching rations of transistors with this electrolyte were determined by current-voltage characteristic. Alternating resistivity dependence on frequency were measured as well. Better properties showed OECT 0099 substrates.
|
|
|
Electrical, Optical and Sensoric Properties of Organic Semiconductors
Pochekailov, Sergii ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Nešpůrek, Stanislav (advisor)
There is big interest in cheap, sensitive and selective gas sensors. In this work, substituted soluble phthalocyanines are proposed as a sensing materials for several gases. Optical, electrical and gas sensing properties of several phthalocyanines were studied and the mechanisms of their interaction with several analyte gases are described. It was found, that sulfo-substituted Pcs has good sensitivity to humidity. Sulfonamide-substituted phthalocyanines are promising for nitrogen dioxide and volatile organic compounds detection. tert-Butyl-substituted phthalocyanines are sensitive to NO2 under higher temperature and seems to be used for environmental monitoring. Commercial gas sensors for NO2, ethanol and humidity were successfully created.
|
|
|
The portable device for aroma detecting in food industry
Beneš, David ; Jankovský, Jaroslav (referee) ; Adámek, Martin (advisor)
This work deals with the construction of a simple cheap portable device that allows the measurement and recognition of aromas in food industry using semiconductor gas sensors with the ability to share measurement data to a remote server. The device is controlled by Arduino development platform, enriched by two modules. Work shortly apprises readers with aroma monitoring in food industry and development board Arduino which contains ATMega series microcontroller and with module for network communication. This work also includes a measurement sample and review using the proposed circuit.
|
|
|
Nanoscaled polypyrrole for sensing gaseous analytes and volatile organic compounds
Šetka, Milena ; Dian,, Juraj (referee) ; Mandayo, Gemma García (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
Polypyrol (PPy) je heterocyklický vodivý polymer s chemickou strukturou založenou na existenci systému konjugovaných elektronů mezi střídajícími se jednoduchými a dvojnými vazbami. Díky svým vynikajícím vlastnostem jako je dobrá elektrická vodivost, relativně vysoká stabilita prostředí a zároveň i jednoduchost a variabilita metod jeho přípravy, přilákal tento polymer pozornost mnoha vědců z různých vědních disciplín. Cílem výzkumu v této dizertační práci byla studie senzorického chování PPy. Za tímto účelem byla ověřena účinnost nanostruktur PPy při detekci vybraných „vysoce důležitých molekul plynů“ včetně acetonu, amoniaku, etanolu, etylenu a toluenu. V této práci byl připraven PPy ve formě nanotyčinek (NRs) pomocí elektrochemické syntézy a také ve formě nanočástic (NPs) chemickou cestou. Dále byly připraveny modifikované PPy struktury, a to funkcionalizací PPy NPs katalytickými částicemi zlata (Au), stříbra (Ag) a teluridu kademnatého (CdTe). Pro charakterizaci morfologie, složení a struktury připravených materiálů bylo použito několik komplementárních analytických (mikroskopických i spektroskopických) technik. Navíc byly využity techniky jako Ramanova a rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS) pro in-situ test detekce plynů, které potvrdily potenciál připraveného materiálu, tedy PPy NRs i PPy NPs, pro využití v senzorech plynů. Za účelem výroby senzoru plynů byl připravený PPy materiál integrován do dvou typů převodníkových platforem: chemorezistivní a na bázi povrchové akustické vlny v tzv. Love módu (L-SAW). Test detekce plynů pro chemorezistivní senzory s PPy NRs ukázal pouze zanedbatelnou odpověď těchto senzorů pro oxid dusičitý a amoniak z důvodu jejich komplikované architektury. Změření odzevy tvou typú chemorezistivních senzorů-nemodifikovaného i modifikovaného PPy NPs nebylo možné z dúvodu extrémně vysoké odporu v řádu G. Nicméně multivodivé L-SAW senzory založené na holých PPy NPs či PPy NPs modifikovaných Au či Ag NPs a nebo CdTe kvantovými tečkami (QDs) vykazovaly odezvu pro nízké koncentrace všech testovaných velmi důležitých molekul plynů při pokojové teplotě (RT). Obecně měly L-SAW senzory s modifikovanou citlivou vrstvou vyšší citlivost než senzory s nemodifikovanou PPy citlivou vrstvou. Účinnost L-SAW senzoru primárně závisí na pracovní frekvenci a na výběru citlivé vrstvy v aktivní oblasti senzoru. Z otestovaných typů vrstev senzoru vuči jednotlivým plynům, modifikovaná PPy NPs s Ag NPs i Au NPs se javí jako nejlepší varianta pro detekci acetonu. Připravené L-SAW senzory na bázi PPy jsou jednoduchá a cenově přijatelná zařízení s vylepšenými detekčními vlastnostmi jako je vysoká senzitivita a nízký limit detekce (LOD), což je řadí mezi potenciální kandidáty v budoucích systémech pro kontrolu kvality vzduchu, potravin a rovněž pro diagnostiku nemocí z dechu.
|
|
|
The study of the electrical and dielectric properties of gas sensors based on ionic liquids
Maráčková, Lucie ; Pospíšil, Jan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
This diploma´s thesis is focused on a study of electrical and dielectric properties of gas sensors based on ionic liquids. Measurements were done on two different types of OECT substrates (0099 and 0160). Three ionic liquids and physiological solution PBS were chosen as electrolytes. Direct current current-voltage characteristic was measured. Switching rations of transistors with this electrolyte were determined by current-voltage characteristic. Alternating resistivity dependence on frequency were measured as well. Better properties showed OECT 0099 substrates.
|
|
|
The portable device for aroma detecting in food industry
Beneš, David ; Jankovský, Jaroslav (referee) ; Adámek, Martin (advisor)
This work deals with the construction of a simple cheap portable device that allows the measurement and recognition of aromas in food industry using semiconductor gas sensors with the ability to share measurement data to a remote server. The device is controlled by Arduino development platform, enriched by two modules. Work shortly apprises readers with aroma monitoring in food industry and development board Arduino which contains ATMega series microcontroller and with module for network communication. This work also includes a measurement sample and review using the proposed circuit.
|
|
|
Electrical, Optical and Sensoric Properties of Organic Semiconductors
Pochekailov, Sergii ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Nešpůrek, Stanislav (advisor)
There is big interest in cheap, sensitive and selective gas sensors. In this work, substituted soluble phthalocyanines are proposed as a sensing materials for several gases. Optical, electrical and gas sensing properties of several phthalocyanines were studied and the mechanisms of their interaction with several analyte gases are described. It was found, that sulfo-substituted Pcs has good sensitivity to humidity. Sulfonamide-substituted phthalocyanines are promising for nitrogen dioxide and volatile organic compounds detection. tert-Butyl-substituted phthalocyanines are sensitive to NO2 under higher temperature and seems to be used for environmental monitoring. Commercial gas sensors for NO2, ethanol and humidity were successfully created.
|
guest ::
