Zajímavé projekty
Program Beta2 Program Gama Program Delta2 Program Epsilon Program Zéta Program Éta Program Théta Program Kappa Program Národní centra kompetence 1 Program Trend Program Doprava 2020 Program Prostředí pro život

Nanotechnologie ochrání před nebezpečnými plyny

DSC 5018Projekt řeší novou technologii vytváření senzorových vrstev z uhlíkových nanostruktur pro realizaci chytrých mikrosystémů aplikovaných při ochraně životního prostředí, při zajištění bezpečnosti záchranných týmů, v oblasti výrobků z chytrých textilií i ve spotřebním průmyslu denní potřeby.

Cílem jsou nové materiály, technologie jejich přípravy, čistění a zpracování, postupy nanášení vrstev, jejich integrace s ostatními funkčními bloky systému, integrace nano- a mikro-technologií, měřicí a zkušební postupy, snížení materiálové a energetické náročnosti, dosažení nových vlastností materiálů vrstev s využitím progresivních technologií.

„Uhlíkové nanostruktury - nanotrubice a grafen jsou asi nejznámějšími strukturami uhlíku spojované s nanosvětem. Vykazují úžasné vlastnosti jako je pevnost, tvrdost - vyšší než diamant, vysokou elektrickou vodivost, neuvěřitelný měrný povrch a malou hmotnost. Práce s nimi je však velmi náročná jak technologicky, tak finančně. Jsme jedni z mála, kdo to u nás umí,“ uvedl Pavol Ozaňák, marketingový ředitel Tesly Blatná, která se zmíněnými technologiemi pracuje a řídí projekt. Nanotechnologie jsou co do množství surovin málo náročné a navíc umožňují získávat z materiálů naprosto přelomové vlastnosti. Projekt se zaměřuje na takzvané nízkoteplotní procesy, které se kombinují s mikroelektronickými technologiemi a tím se dociluje i vysoké produktivity výroby. „Aplikace nanotechnologií a nanovrstev přinese nové vlastnosti, které umožní vyřešit nové senzory plynů a par s širokou možností aplikací,“ doplnil Pavol Ozaňák.

Čidla budou díky své konstrukci vhodná i pro nové způsoby užití. Například do chytrých textilních materiálů nebo do mikrosystémů. Vysoký stupeň miniaturizace jim dává obrovský aplikační potenciál a význam bude mít i jejich přijatelná cena.  Významné je, že součástí projektu jsou nejen nové technologie, ale i přímo funkční vzorky čidel, která budou schopna zapojení do elektronických obvodů. V roce 2015 byla takto ověřena nová čidla pro čpavek a kysličníky dusíku a v roce 2016 to budou čidla citlivá na přítomnost kysličníků uhlíku a zemního plynu, tedy zařízení více než potřebná.

Nanostruktury mají při konstruování senzorů opravdu netušené možnosti. Fungují totiž jako takzvaná adhezní vrstva. Aktivní vrstva na detekci požadovaného plynu se tak lépe naváže na podkladový materiál (keramika, flexibilní materiály atd.). Nanostruktury jsou vysoce pórovité, velmi dobře tak přilnou například na materiálu keramické povahy. Vyznačují se navíc rychlou odezvou a vysokou citlivostí.

Mezi další nedocenitelné výhody takto konstruovaných senzorů patří bezpochyby jejich rozměry. Ten na měření relativní vlhkosti je velký 2,5 x 8,8 x 0,6 mm, teplotní senzor je pak ještě menší. Navíc jsou zařízení natolik citlivá, že jim ke sběru požadovaných dat nebrání v cestě fakt, že je zakryje ochranný oblek.

Nová technologie a nové materiály zlepší nejenom vlastnosti existujících senzorů, ale umožní vytvořit senzory nové, které nejsou na evropském i světovém trhu zatím komerčně dostupné.

 

TA03010037 - Uhlíkové nanostruktury pro senzorové aplikace (2013-2016, TA0/TA)

Výše podpory ze státního rozpočtu 19,3 mil. Kč

Příjemce: TESLA BLATNÁ, a.s.

Další řešitelé: 

  • Centrum organické chemie s.r.o.
  • Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.
  • Západočeská univerzita v Plzni / Fakulta elektrotechnická

 

Fotogalerie: 

Kombinovaná senzorová platforma (KBI2C) pro senzory plynů NO2 a NH3 Teplotní pole senzorové platformy KBI2C Vyhodnocovací elektronika pro zpracování signálu SEM snímek morfologie povrchu grafenových nanočástic modifikovaných PEDOT/PSS SEM snímek jednostěnných uhlíkových nanotrubic (SWCNT) modifikovaných EDOTem Vsádkový reaktor na syntézu a  čištění uhlíkových nanostruktur