Search for content and authors |
Optyczny sensor tlenu na bazie nanokrystalicznego ZrO2 |
Anna Swiderska - Sroda 1, Witold Łojkowski 1,2, Krzysztof Gałązka , Tadeusz Chudoba 1, Agnieszka Opalińska 1,3, Krisjanis Smits 4, Donats Millers 4, Larisa Grigorjeva 4 |
1. Polish Academy of Sciences, Institute of High Pressure Physics (UNIPRESS), Sokolowska 29/37, Warszawa 01-142, Poland |
Abstract |
Kontrola zawartości tlenu w atmosferze jest niezbędna w wielu dziedzinach życia ludzkiego: w medycynie (np. anestezjologia), w przemyśle (np. górniczym, hutniczym, motoryzacyjnym), podczas procesów spalania, w cieplarniach oraz w zamkniętych pomieszczeniach. Generuje to popyt na sensory tlenu pracujące w zróżnicowanych warunkach. Stosowane obecnie czujniki ceramiczne ZrO2 pracują prawidłowo w temperaturze powyżej 700oC. Z kolei organiczne czujniki optyczne mogą być wykorzystane do 80-100oC. Istnieje zatem zapotrzebowanie na nowoczesne czujniki, użyteczne w temperaturach, w których dotychczasowe rozwiązania nie zdają egzaminu. W Instytucie Wysokich Ciśnień, w Laboratorium Nanostruktur, skonstruowano prototyp nowoczesnego sensora, w którym wykorzystano zjawisko wpływu stężenia parcjalnego tlenu na właściwości luminescencyjne nanokrystalicznego ZrO2. Im mniejsza jest koncentracja tlenu w atmosferze, tym większa intensywność luminescencji. Prawdopodobną przyczyną obserwowanego efektu sensorycznego jest zależność gęstości defektów na powierzchni nanocząstek ZrO2, wzmacniających intensywność luminescencji, od stężenia parcjalnego atomów tlenu w otoczeniu. Opracowany w Instytucie układ pracuje w zakresie od temperatury pokojowej do 300oC. Potencjalne możliwości zastosowań czujnika tego typu są jednak znacznie szersze, ponieważ materiał sensora jest stabilny aż do 500oC. Przypuszczamy również, iż możliwe jest jego wykorzystanie w temperaturach ujemnych. Trwają prace nad optymalizacją i uniwersalizacją naszego rozwiązania, przy czym szczególny nacisk położony jest na jego zastosowania w medycynie i w ochronie życia ludzkiego.
Prace nad optycznym nanokrystalicznym sensorem tlenu realizowane są w ramach projektu ERANET – OXYNANOSEN. |
Legal notice |
|
Related papers |
Presentation: Poster at Nanotechnologia PL 2011, by Anna Swiderska - SrodaSee On-line Journal of Nanotechnologia PL 2011 Submitted: 2011-08-30 16:34 Revised: 2011-08-30 17:46 |