Сенсор химический

Химия твердого тела, переживающая с 60-70-х гг. период бурного развития, способствовала ускорению разработки мн. ключевых для Н.х. вопросов. Среди этих вопросов-природа нестехиометрич. (см. Нестехиометрия) и аморфных (см. Аморфное состояние) в-в, влияние незначит. изменений состава кристаллов на их св-ва и др. В Н.х. большое внимание уделяется неорг. материалам-сформировались такие области Н. х., как химия материалов для электроники, формируется направление, связанное с сенсорами химическими. [c.212]

В отдельную группу иногда вьщеляют Н.м. с сенсорными св-вами, применяемые в датчиках т-ры, давления, расхода, концентрации, влажности, pH среды и др. (см. Сенсоры химические). Ко многим Н, м, предъявляются очень высокие требования по чистоте (напр,, к полупроводниковым, к материалам для волоконной оптики и ядерной техники). [c.213]

Ферментные электроды представляют собой биосенсоры (см. Сенсоры химические), к-рые позволяют быстро и селективно проводить определение целого ряда компонентов в сложных по составу объектах. [c.80]

В последние годы благодаря использованию ферментов функции ионселективных электродов удалось существенно расширить и сделать их применимыми для быстрого клинического анализа на глюкозу, мочевину, аминокислоты и другие метаболиты. Такие электроды называются ферментными электродами или электрохимическими сенсорами. Создание электродов с указанными свойствами оказывается возможным благодаря тому, что ряд ферментов обладает высокой специфичностью, т. е. способностью катализировать превращения одного единственного вещества из многих сотен и даже тысяч веществ близкой химической природы. Если, например, фермент катализирует реакцию, в ходе которой изменяется pH среды, то рН-чувствительный электрод, покрытый пленкой геля или полимера, содержащей этот фермент, позволит провести количественное определение только того вещества, которое превращается под действием данного фермента. Из мочевины в присутствии фермента уреазы образуются ионы МН+. Если ионселективный электрод, чувствительный к ионам ЫН , покрыть пленкой, содержащей уреазу, то при помощи его можно количественно определять мочевину. Ферментные электроды — один из примеров возрастающего практического использования ферментов в науке и технике. [c.138]

Получены новые знания о строении вещества, взаимосвязи фазового, химического состава, влияния внешних факторов и фундаментальных фи-зико-химических характеристик материалов. Оригинальные исследования, не проводившиеся ранее никем, позволили обнаружить сочетание в одном объекте нескольких взаимосвязанных физико-химических явлений, позволяющих управлять свойствами композиций и формировать из них новые полифункциональные материалы. Исследованные системы представляют интерес в качестве сенсоров, управляемых катализаторов тонких окислительно-восстановительных процессов с активностью, проявляющейся при комнатной температуре, материалов для конденсаторов и накопителей энергии. Опубликовано значительное количество научных трудов. В работе принимали участие студенты и школьники, вьшолнен ряд курсовых и дипломных работ. Результаты исследований используются при чтении курса лекций студентам кафедры физической химии УрГУ, [c.127]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ, КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫБОРА ТВЁРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ [c.137]

Химическое Т. применяют в технологии монокристаллов, стекол и поликристаллов (металлов, сплавов, полупроводников и др. неорг. материалов) для очистки от окалины и др. поверхностных загрязнений, выявления дефектов структуры и двойников, определения кристаллографич. ориентации, удаления нарушенных слоев, придания пов-сти определенных св-в (полировка, шлифовка, загрубление, изменение к.-л. характеристик), для повышения мех. прочности изделий, для изготовления рельефа или деталей определенной формы, в частности в планарной технологии полупроводниковых приборов, при изготовлении резонаторов, частотных фильтров, хям. сенсоров и т. п. [c.616]

Очевидно, что состояние поверхности твердых стационарных электродов имеет значение не только при прямом или косвенном определении какого-либо иона или соединения в растворе, но и при изготовлении на их основе химических сенсоров со специфическим откликом. С обновлением поверхности электродов непосредственно связана воспроизводимость их показаний и стабильность работы во времени. История развития вольтамперометрии в последние 10-15 лет - это, прежде всего, история создания новых или усовершенствования уже известных электродов на основе металлов, композитов, паст, полимеров, углеродных материалов с целью получения стабильных и воспроизводимых результатов измерений. Литература по данному вопросу достаточно обширна и содержит самые различные сведения о способах обновления поверхности электродов. В последнее время обозначились новые тенденции в этой области, навеянные успехами в микроэлектронике и микропроцессорной технике. [c.91]

По своим параметрам химические сенсоры могут превосходить природные анализаторы. Так, человек может определить на вкус не менее 0,001 моль/л кислоты (pH 3), тогда как стеклянный электрод, если его рассматривать как сенсор на ионы водорода, позволяет различать pH от 1 до 14. Чуткий нос собаки ощущает наличие запаха при концентрации 10 ООО молекул в 1 см воздуха, а поликристаллическая мембрана серебряного электрода реагирует на присутствие нескольких ионов серебра в 1 см раствора. [c.551]

Такая высокая чувствительность не редкость для химических сенсоров. [c.552]

Такие сенсоры применяются главным образом при определении низких концентраций определяемых веществ (несколько млн ), когда допустимы скорости потока пробы с приемлемым временем задержки для завершения электролиза, В сенсорах этого типа можно использовать также быстрые химические реакции определяемых веществ с различными реагентами, что позволяет улавливать их следовые количества. [c.561]

Число разработок по созданию новых сенсоров стремительно растет. Сенсоры являются мощным средством не только аналитической химии, но и диагностики в самом широком смысле этого слова - в технологии, медицине, экологии. Благодаря химическим сенсорам возможность иметь портативную ( карманную ) аналитическую лабораторию стала реальностью не в отдаленном будущем, а уже сейчас. [c.563]

ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ Цели изучения [c.493]

Обосновать необходимость и описать основные принципы работы химических сенсоров. [c.493]

Важным требованием в области охраны окружающей среды является контроль за выбросом отходящих газов, например SO2, или за загрязнениями воздуха. В наличии уже имеются газовые сенсоры, основанные на принципах оптики или микроэлектроники. Непрерывный контроль загрязнений в почвах или твердых отходах более затруднителен для этой цели требуются сенсоры, которые обеспечивали бы химическую информацию с помощью дистанционных измерений. [c.494]

За период сотрудничества с фирмой Реактив создавалась благоприятная обстановка для контракта с широкими кругами видных ученых и специалистов России и Союзных Республик. В свою очередь она привела к интеграции различных отраслей наук. Особенно хочу отмеппъ применение органических реактивов в электронике, охране окружающей среды, аналитическом приборостроении, создании химических сенсоров, ион-селективных электродов и др. В рамке программы Реактив нами создано новое поколение химических сенсоров, отличающихся высокой чувствительностью, селективностью и быстродейсгвием. Механизм действия этих сенсоров, основанный на принципе Гость-хозяин , позволяет определить следовые количества (10 мг/л) сероводорода, оксидов азота и серосодержащих органических веществ и др в воздухе. На этой основе созданы малогабаритные аналитические приборы. По существу эти сенсоры имитировали свойства различных биологических систем, имеющих металлокомплексные фрагменты. [c.10]

Успех в развитии сенсорных технологий обеспечивается прежде всего разработкой многофункциональных и легко модифицируемых активных сенсорных материалов. Для химических сенсоров - это прежде всего материалы чувствительные к химическим стимулам (микро- и макропримесям различных веществ). Отсюда следует, что к таким веществам, прежде всего, должны быть отнесены вещества со специфической ионной и электронно-дырочной проводимостью. Из них предпочтительнее первая, как обладающая наиболее низким уровнем шумов (тепловым, дробовым и фликкер-шумом). При этом, в отличие от других технологий проводимость по указанным носителям должна быть минимальной, а проблема чувствительности сенсора должна решаться с помощью малошумящих усилителей. [c.137]

Следующее важнейшее требование, предъявляемое к химическим сенсорам - селективность к определённому виду примесей. Она обеспечивается возможностью дальнейшей модификации полученных фаз. Здесь требуется введение в одну из подрешёток кристаллической структуры каталитически активных ионов. Для сенсоров озоноразрушающих веществ, содержащих галогены, таким каталитически активным ионом является калий. Методами физико-химического анализа было показано, что этот катион может быть введён в модифицируемую структуру путём частичной замены пары ионов бария на катион калия и катион ланганоида. Электрофизические измерения показали, что в этом случае преимущественная проводимость по ионам кислорода меняе-гся на преимущественную проводимость по катионам калия. Электронно-дырочная проводимость в этом случае остаётся пренебрежимо малой, так как замена идёт на катион с постоянной степенью окисления. Прямая проверка, изготовленного на основе таким образом модифицированного материала сенсора, показала повышение селективнос7и этого сенсора к озоноразрушающим веществам на 1 [c.138]

Провоторов М.В., Трушкова Т.Н., Жариков Е.В. Физикохимические, кристаллохимические и электро-физические основы выбора твёрдых электролитов для химических сенсоров 137 [c.166]

В области разработки сенсорных методов анализа установлен предел обнаружения аммиака плосковолноводным оптическим химическим сенсором 28 млрд , а абсолютная чувствительность сенсора на поверхностноакустической волне (в качестве микровесов) - Ю " г. [c.18]

Модифицирование Э., получившее широкое распространение в электрокатализе, произ-вс химических источников тока, электрохимических сенсоров и т. п., основано как на физических (ионная имш нтация, разрыхление пов-сти, выращивание монокристаллич. фаней, создание монокристаллич. структур, физ. адсорбция ионов и молекул и др.), так и хим. методах. В частности, химически модифицированные Э. представляют собой проводящий или полупроводниковый материал, покрьггый мономолекулярными (в т. ч. субатомными), полимолекулярными, ионными, полимерными слоями, в результате чего Э. проявляет хим., электрохим. и/или оптич. св-ва слоя. Хим. модифицирование достигается хемосорбцией на пов-сти Э. ионов и молекул, ковалентным связыванием разл. агентов с поверхностными атомными фуппами, покрытием пов-сти орг., металлорг. или неорг. полимерными слоями, созданием композитов из электродного материала и в-ва -модификатора. [c.425]

Используют Э. т. в химических источниках тока, ионисто-рах, хим. сенсорах, в качестве ионселективных мембран, при термодинамич. исследованиях и др. [c.436]

Обратимые молекулярные перегруппировки представляют большой интерес вследствие их фундаментальной значимости для изучения многих химических и биологических процессов, находящих применение в современных технологиях. В частности, фотохромные органические молекулы, являющиеся предметом интенсивных исследований в последнее время, могут быть использованы в таких областях, как оптические системы регистрации и отображения информации, сенсоры, опто- и оптобиоэлектроника, транспортные системы, аккумуляция солнечной энергии, катализ. Многообразие возможных применений органических фотохромных соединений предъявляет широкое разнообразие требований к их характеристикам. В связи с этим направленный синтез, основанный на результатах фундаментальных исследований, связанных с выявлением общих закономерностей, обуславливающих связь между молекулярной структурой и спектрально-кинетическими свойствами фотохромного соединения, приобретает большое значение. [c.325]

Сенсорами называют органы чувств (от латинского зепБопит). Это природные анализаторы, позволяющие человеку и животным ориентироваться в окружающей среде. Они выполняют две функции воспринимают внешнее раздражение и передают информацию в центральную нервную систему. Чувствительными элементами, обеспечивающими работу сенсоров, являются рецепторные клетки (хеморецепторы), селективные к отдельным химическим соединениям. Очевидно, что между природными анализаторами и химическими сенсорами имеется аналогия. Как те, так и другие распознают определяемое вещество (соединение) и реагируют на изменение его концентрации. [c.551]

В зависимости от характера отклика (первичного сигнала) химические сенсоры подразделяются на различные типы оптические, магнитные, электрические, электрохимические, масс-чувствитель-ные и др. В настоящее время наибольшее распространение получили электрохимические сенсоры. Общая схема функционирования электрохимического сенсора изображена на рис. 17.1. Как видно, сенсор включает в себя датчик, находящийся в контакте с физическим преобразователем (трансдьюсером). Датчик содержит чувствительный слой, дающий первичный отклик на присутствие определяемого компонента и изменение его содержания непосредственно на электроде или в объеме раствора около него. Это изменение регистрируется преобразователем. Сигнал преобразователя поступает в электронную систему регистрации сигнала, обрабатывается микропроцессором (ЭВМ) и, как правило, выдается в виде цифровой или графической информации о содержании определяемого компонента либо о составе анализируемой смеси. [c.552]

Селективность электрохимических сенсоров зависит от природы чувствительного слоя датчика, т.е. электрода. Так, датчики электронной проводимости, изготовленные из химически стойких материалов (платины, углерода и т.п.), чувствительны к химическим процессам, протекающим с участием электронов, т.е. ко всем окислительно-восстановительным процессам. Датчики ионной проводимости проявляют чувствительность к частицам, которые присоединянэт ионы или служат источниками ионов, проявляющих подвижность в материале, из которого состоит чувствительный элемент датчика. [c.553]

Успехи физики твердого тела и электрохимии позволили создать группу газовых сенсоров под общим названием химически чувствительные полупроводниковые устройства (ХЧПУ). Эту группу сенсоров можно классифицировать по принципу их действия [c.559]

Для контроля содержания озона используют его способность взаимодействовать с бромидами или иодидами. Газовую смесь барботируют с постоянной скоростью через 2%-ный раствор NaBr или 0,01 %-ный раствор Nal в фосфатном буфере. Продукт химической реакции (иод или бром) восстанавливают на платиновом электроде при 0,2-0,5 В. Этот же принцип используется в кулонометрическом сенсоре для определения микроконцентраций СО после реакции с I2O5 (электрохимическое восстановление выделившегося Ь). [c.562]

Подобную технологию используют при создании интеллектуальных ( smart ) электрохимических сенсоров, которые, помимо сенсорной части, содержат электронику, необходимую для обработки сигнала. Такое устройство может включать в себя несколько сенсоров на одном чипе. В частности, так устроен 8-канальный потенциометрический сенсорный чип размером 3,3x2,8 мм, на котором расположены восемь разных сенсоров, каждый со своей измерительной схемой и своим электродом сравнения. Еще одним достижением этой технологии является создание сенсоров для использования in vivo. Они применяются в тех случаях, когда нужно поместить сенсор в кончик катетера или хирургической иглы. Эта область сейчас активно развивается, и можно ожидать, что уже скоро будут выпускаться большое число химических сенсоров для использования в медицине. [c.563]

В этой главе рассматривается првменение теоретических основ химического анализа к решению практических проблем, при этом вклюяен весь набор методов анализа от волюмометрии до гравиметрии и от электроанализа до анализа в потоке и химических сенсоров. В настоящее время химики- шалитики решают сложнейшие проблемы в биотехнологии и биологии. Поэтому существенное внимание уделено анализу биохимических систем и применению биосенсоров. [c.359]

Разрг тка химических сенсоров необходима для достижения ряда целей. Первой является замещение классических аналитических методов на сенсорные измерения. Типичным примером служит систематическая замена пламенных фотоклтров для определения компонентов электролитов крови, таких, как литий, натрий, калий и кальций, ион-селективными электродами. [c.493]

Контроль (мониторинг) химических величин также важен для охраны окружающей среды, в технике безопасности и медицине. Контроль pH и мутности воды представляет относительно простую задачу. pH можно измерять с по-кющью стеклянного электрода, а мутность —с помощью оптического сенсора. Предположительно, загрязнение воды тяжелыми металлами и органическими соединениями возможно непрерывно контролировать с помощью сенсоров, а ие методами off-line в лаборатории с предварительным отбором проб. Химические сенсоры нужны не только для определения индивидуальных веществ, но и для измерения суммарных параметров. [c.494]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология