Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 3 » Статья стр. 633
<<<>>>
Исследование влияния микроводорослей на сенсорные свойства углеродных материалов
Эта работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, 22-19-00191
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, госзадание, 075- 00269-25-00
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, госзадание, FWGW-2022-0009
Шавелкина М.Б.1, Aнтонова И.В.2,3, Небогатикова Н.А.2, Иванов А.И.2, Kиселева С.В.1,4, Чернова Н.И.1,4, Шаталова Т.Б.4
1Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
2Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
4Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: mshavelkina@gmail.com, antonova@isp.nsc.ru, nadonebo@gmail.com, art.iv.il@mail.ru, k_sophia_v@mail.ru, chernova_nadegda@mail.ru, shatalova@inorg.chem.msu.ru
Поступила в редакцию: 3 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 3 октября 2024 г.
Принята к печати: 3 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 2 марта 2025 г.
PDF версия
На основе биомассы микроводорослей Arthrospira platensis была изготовлена суспензия, которая с использованием 2D-печатных технологий наносилась на твердую (диэлектрическую пластину SiO2/Si), либо гибкую подложку (полиэтилентерефтолат, ПЭТ). Установлено, что образовавшиеся при атмосферном давлении пленки из цианобактерий реагируют на выдыхаемый воздух существенным увеличением проводимости. В качестве сенсорной структуры был сформирован и протестирован слой на основе мультиграфена и углеродных волокон с пленкой из цианобактерий. Изучена текстура и проводимость полученных структур. Показана высокая чувствительность их электропроводности к дыханию человека, а также к механическим воздействиям, таким, как надавливание на сенсор. Установлено, что полученный проводящий слой на поверхности из углеволокна сохраняет свою проводимость при растягивающих деформациях, создаваемых изгибом вплоть до радиуса ~ 2 mm. Обсужден механизм взаимодействия синтетических углеродных материалов с природным компонентом. Ключевые слова: микроводоросли, графен, углеродные волокна, сенсор, анализ дыхания.
  1. M.M. Allaf, H. Peerhossaini. Microorganisms, 10 (4), 696 (2022)
  2. Е.И. Андреюк, Ж.П. Коптева, В.В. Занина. Цианобактерии (Наукова думка, Киев,1990)
  3. Е.М. Панкратова, Р.Ю. Зяблых, А.А. Калинин, А.Л. Ковина, Л.В. Трефилова. Альгология, 14 (4), 445 (2004)
  4. А.А. Цыганков. Прикладная биохимия и микробиология, 43 (3), 279 (2007)
  5. Б.В. Громов. Соросовский образовательный журнал, 9, 33 (1996). [B.V. Gromov. Soros Educational J., 9, 33 (1996).]
  6. Е.Б. Гольдин. Экосистемы, 1, 14 (2015). [E.B. Goldin. Ecosystems, 1, 14 (2015).]
  7. Т.Н. Щемелинина, Е.Н. Патова, Д.В. Тарабукин, Е.М. Анчугова, Д.П. Очеретенко, В.В. Володин. Экология и промышленность России, 19 (7), 44 (2015)
  8. K. Bloch, S. Ghosh. In: Integrated environmental technologies for wastewater treatment and sustainable development (Elsevier, 2022). р. 533-548
  9. С.А. Кедик, Е.И. Ярцев, И.В. Сакаева, Е.С. Жаворонок, А.В. Панов. Биофармацевтический журнал, 3 (3), 3 (2011)
  10. М.И. Менджул, Е.В. Андриенко, Т.Г. Лысенко, А.М. Зайченко, И.В. Бусахина, О.А. Шаинская. Успехи медицинской микологии, 1 (1), 155 (2003)
  11. Е.К. Золотарева, Е.И. Шнюкова, В.В. Подорванов. Альгология, 20 (2), 224 (2010)
  12. Н.И. Чернова, С.В. Киселева, О.М. Ларина, Г.А. Сычев. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 31-36, 23 (2018). DOI: 10.15518/isjaee.2018.31-36.023-034
  13. M. Danouche, N. El Ghachtouli, H. El Arroussi. Heliyon, 7 (7), e07609 (2021). DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e07609
  14. H. Demey, T. Vincent, E. Guibal. Chem. Eng. J., 332, 582 (2018). DOI: 10.1016/j.cej.2017.09.083
  15. S.S. Mirsasaani, M. Hemati, E.S. Dehkord, G.T. Yazdi, D.A. Poshtiri, K. Subramani, W. Ahmed. Nanobiomaterials in Clinical Dentistry. Chapter 2 - Nanotechnology and nanobiomaterials in dentistry (Elsevier, 2019). р. 19-37. DOI: 10.1016/B978-0-12-815886-9.00002-4
  16. M. Lengke, M.E. Fleet, G. Southam. Langmuir, 22, 2780 (2006). DOI: 10.1021/la052652c
  17. M. Lengke, B. Ravel, M.E. Fleet, G. Wanger, R.A. Gordon, G. Southam. Environ. Sci. Technol., 40, 6304 (2006). DOI: 10.1021/es061040r
  18. M.V. Lengke, M.E. Fleet, G. Southam. Langmuir, 23, 2694 (2007). DOI: 10.1021/la0613124
  19. M.V. Lengke, M.E. Fleet, G. Southam. Langmuir, 23, 8982 (2007). DOI: 10.1021/la7012446
  20. A.O. Govorov, I. Carmeli. Nano Lett., 7, 620 (2007). DOI: 10.1021/nl062528t
  21. D. Hashoul, H. Haick. Europ. Respiratory Rev., 28, 152 (2019). DOI: 10.1183/16000617.0011-2019
  22. R. Gasparri, M. Santonico, C. Valentini, G. Sedda, A. Borri, F. Petrella, P. Maisonneuve, G. Pennazza, A. D'Amico, C. Di Natale. J. Вreath. Res., 10 (1), 016007 ( 2016). DOI: 10.1088/1752-7155/10/1/016007
  23. H.C. Bidsorkhi, N. Faramarzi, B. Ali, L.R. Ballam, A.G. D'Aloia, A. Tamburrano, M.S. Sarto. Mater. Design, 230, 111970 (2023). DOI: 10.1016/j.matdes.2023.111970
  24. L. Brochard, G.S. Martin, L. Blanch, P. Pelosi, F.J. Belda, A. Jubran, L. Gattinoni, J. Mancebo, V.M. Ranieri, J.-Ch.M. Richard, D. Gommers, A. Vieillard-Baron, A. Pesenti, S. Jaber, O. Stenqvist, J.-L. Vincent. Crit. Care, 16, 219 (2012). DOI: 10.1186/cc11146
  25. M. Folke, I.L. Cernerud, M. Ekstrom, I.B. Hok. Med. Biol. Eng. Comput., 41, 377 (2003). DOI: 10.1007/BF02348078
  26. D. Hashoul, H. Haick. Europ. Respiratory Rev., 28, 152 (2019). DOI: 10.1183/16000617.0011-2019
  27. V.R. Nidheesh, K.M. Aswini, B.K. Vasudevan, C. Santhosh. ACS Sensors, 8 (11), 4111 (2023). DOI: 10.1021/acssensors.3c01316
  28. B. De Lacy Costello, A. Amann, H. Al-Kateb, C. Flynn, W. Filipiak, T. Khalid, D. Osborne, N.M. Ratcliffe. J. Breath. Res., 8 (1), 014001 (2014). DOI: 10.1088/1752-7155/8/1/014001
  29. A.T. Guntner, S. Abegg, K. Konigstein, P.A. Gerber, A. Schmidt-Trucksass, S.E. Pratsinis. ACS Sensors, 4 (2), 268 (2019). DOI: 10.1021/acssensors.8b00937
  30. H. Huang, S. Su, N. Wu, H. Wan, S. Wan, H. Bi, L. Sun. Frontiers Chem., 7, 399 (2019). DOI: 10.3389/fchem.2019.00399
  31. S. Ammu. Sci. Lett., 4, 162 (2015).
  32. J.B.C. Davies. Carbon Fibre Sensors. In: A. Casals (ed.). Sensor Devices and Systems for Robotics. NATO ASI Series (Springer, Berlin, Heidelberg, 1989). v. 52. DOI: 10.1007/978-3-642-74567-6_4
  33. А.И. Сидорина, А.М. Сафронов. Научно-технический журнал "ТРУДЫ ВИАМ", 7, 63 (2022)
  34. M.B. Shavelkina, P.P. Ivanov, A.N. Bocharov, R.Kh. Amirov. Plasma Chem. Plasma Process., 41 (3), 171 (2021). DOI: 10.1007/s11090-020-10133-8
  35. Д.В. Смовж, И.А. Костогруд, Е.В. Бойко, П.Е. Маточкин, И.А. Безруков, А.С. Кривенко. Прикладная механика и техническая физика, 61 (5), 235 (2020). DOI: 10.15372/PMTF20200524
  36. M.B. Shavelkina, P.P. Ivanov, A.N. Bocharov, R.Kh. Amirov. Materials, 13 (7), 1728 (2020). DOI: 10.3390/ma13071728
  37. O. Zietz, S. Olson, B. Coyne, Y. Liu, J. Jiao. Nanomaterials, 10, 2235 (2020). DOI: 10.3390/nano10112235
  38. В.А. Лысенко. Газодиффузионные подложки топливных элементов. Промышленный выпуск. Дизайн. материалы. технология, 4 (7), 122 (2008)
  39. С.В. Арзамасцев, О.В. Асташкина, В.В. Марценюк. Бумаги на основе углеродных и графитированных волокон. Некоторые теоретические положения. Матер. XXII Междунар. научно-практической конф. "Наука в современном информационном обществе" 24-25 марта 2020 г. НИЦ Академический (North Charleston, Изд-во: Lulu Press, Inc., 2020)
  40. A. Horoschenkoff, C. Christner. Composites and Their Applications. (InTech., 2012). DOI: 10.5772/50504
  41. F.V. Ferreira, L. De Simone Cividanes, F.S. Brito, B. Rossi Canuto de Menezes, W. Franceschi, E.A.N. Simonetti, G. Patroci nio. Thim Functionalizing Graphene and Carbon Nanotubes. (A Review Springer Cham, 2016). DOI: 10.1007/978-3-319-35110-0
  42. V. Georgakilas, J.N. Tiwari, K.Ch. Kemp, J.A. Perman, A.B. Bourlinos, K.S. Kim, R. Zboril. Chem. Rev., 116 (9), 5464 (2016).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme