Ємнісні сенсори вологи на основі плівок наноцелюлози для біорозкладної електроніки

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЛапшуда, В. А.
dc.contributor.authorЛіневич, Я. О.
dc.contributor.authorДушейко, М. Г.
dc.contributor.authorКоваль, В. М.
dc.date.accessioned2022-11-30T12:51:55Z
dc.date.available2022-11-30T12:51:55Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractenThe humidity sensor is an important device used in many areas of human life, such as agriculture, medicine, industry, meteorology and more. Most often, synthetic polymers are used for the manufacture of humidity sensors, which after the end of their operation are accumulated in the form of electronic waste, polluting the environment. Currently, biodegradable polymers are in great demand. Such materials include nanocellulose, which can be made from both wood and plant raw materials. It has already been proven that nanocellulose is a promising material for use in humidity-sensitive devices. However, it was not clear the effect of sensitive film’s thickness on the characteristics of humidity sensors. In this work, capacitive humidity sensors based on nanocellulose were fabricated. Nanocellulose (NC) was obtained from reeds by the TEMPO method. The moisture-sensitive layer of NC was applied by dripping. Static (sensitivity, response, hysteresis) and dynamic (response time, recovery time, short- and long-term stability) characteristics of the manufactured humidity sensors were measured in dependence on mass of NC film (from 0.3 to 3.6 mg) and test signal frequency (100 Hz and 1000 Hz). The response of the sensors was increased with the weight of moisture-sensitive NC film and reached 1412 nF at 100 Hz (783 nF at 1000 Hz) for the sample of 0.6 mg NC, and then decreased with further increase in mass. The sensitivity of the sensors varied similarly, but the maximum value was observed for the sample with a mass of 1.8 mg and was 0.161 (%RH)1 for 100 Hz (0.165 (%RH)-1 for 1000 Hz). The shortest response time had the sample with the lowest mass of moisture-sensitive film (100 s). With a further increase in the mass of moisture-sensitive NC film, the response and recovery time increased monotonically. Also, the sample with the lowest mass of the moisture-sensitive layer shows the lowest value of hysteresis (0.1%) and also increased with the increasing mass of the moisture-sensitive layer. In the study of short-term stability, samples weighing from 0.3 to 0.6 mg showed a significantly higher level of fluctuations (10 - 20%) compared to samples with a weight of the moisture-sensitive layer of 1.8 - 3.6 mg (1 - 4%). So, you should use nanocellulose film of larger mass (1.8… 3.6 mg) in order to improve the sensitivity and short-term stability of the devices. In view of the responce and recovery time as well as repeatability of the sensor characteristics, thin nanocellulose films (0.3… 0.5 mg) should be used. The direction of further research is to improve the long-term stability of the devices, in particular by modifying the nanocellulose film with adding certain impurities.uk
dc.description.abstractukВ роботі синтезовано ємнісні сенсори вологи на основі наноцелюлози як вологочутливої плівки. Наноцелюлозу (НЦ) одержано із очерету методом ТЕМРО у вигляді гідрогелю, який наносився зверху на електродну систему сенсора. Виготовлено сенсори з масою вологочутливої плівки від 0.3 до 3.6 мг. Виміряно статичні (чутливість, відгук, гістерезис) та динамічні характеристики (час відгуку та відновлення, коротко- та довготривала стабільність) сенсорів для двох частотах тестового сигналу (100 та 1000 Гц). Показано, що максимальне значення чутливості сенсора (0,165 (%RH)-1) спостерігається для маси НЦ 1,8 мг та частоти тестового сигналу 1 кГц. Мінімальний час відгуку та відновлення становив 100 с та 180 с відповідно для маси плівки НЦ 0,3 мг та частоти тестового сигналу 1 кГц. Мінімальна величина гістерезису сенсорів (0,1%) спостерігається для маси плівки НЦ 0,3…0,4 мг на частоті 1 кГц. Короткотривала стабільність сенсорів була задовільною для плівок наноцелюлози масою 1,8…3,6 мг для обох частот (відхилення сигналу в межах 1…3,5 %), в той час як довготривала стабільність приладів потребує подальшого покращення.uk
dc.format.pagerangeС. 255990-1-255990-8uk
dc.identifier.citationЄмнісні сенсори вологи на основі плівок наноцелюлози для біорозкладної електроніки / Лапшуда В. А., Ліневич Я. О., Душейко М. Г., Коваль В. М. // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2022. – Т. 27, № 1(120). – С. 255990-1-255990-8. – Бібліогр.: 28 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.255990
dc.identifier.orcid0000-0002-1234-3743uk
dc.identifier.orcid0000-0002-8399-034Xuk
dc.identifier.orcid0000-0003-3476-4220uk
dc.identifier.orcid0000-0002-3898-9163uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/51237
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2022, Т. 27, № 1(120)uk
dc.subjectнаноцелюлозаuk
dc.subjectсенсори вологиuk
dc.subjectбіорозкладна електронікаuk
dc.subjectnanocelluloseuk
dc.subjecthumidity sensorsuk
dc.subjectbiodegradable electronicsuk
dc.subject.udc621.38uk
dc.titleЄмнісні сенсори вологи на основі плівок наноцелюлози для біорозкладної електронікиuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA_1_2022_02_255990-1-255990-8.pdf
Розмір:
425.58 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 27, № 1(120)