Отзыв оппонента (Многокомпонентные оксидные наноматериалы с фрактальной структурой для чувствительных элементов адсорбционных сенсоров), страница 2

Адсорбция кислорода на их поверхности в различныхзаряженных формах приводит к формированию области обедненнойосновными носителями заряда. Десорбция кислорода приводит к изменениюразмера данной области, а как следствие этого и протекающего тока, чтовлечет за собой изменения сопротивления. Следует отметить, что, несмотряна то, что предложенная автором модель не учитывает некоторые факторы(например, влияния адсорбированной на поверхности наноматериала воды иуглекислого газа) и содержит неоднозначное предположения опредопределяющей роли кислорода в форме O2-, она представляется взначительной мере актуальной.Научная новизна диссертации заключается в установлениизакономерностей, основанных на едином теоретическом подходе,определяющих влияние пористости, фрактальности, качественного иколичественного состава многокомпонентных оксидных наноматериалов начувствительность адсорбционных сенсоров хеморезистивного типа:1)установленыпроцессы,протекающиеприотжигемногокомпонентных оксидных наноматериалов с фрактальной структурой втемпературном диапазоне 100-600 °С и определяющие их морфологическуюструктуру, электрофизические, адсорбционные и сенсорные свойства;2) продемонстрировано, что инфракрасная спектроскопия в комплексе сфизико-химическими закономерностями, основанными на теориях фракталови быстрой коагуляции Смолуховского, может быть использована дляисследования процессов самоорганизации, протекающих при формированиимногокомпонентных оксидных наноматериалов с фрактальной структурой взоль-гель системах;3) показано, что многокомпонентные оксидные наноматериалы сфрактальной структурой на основе SiO2-SnO2 c массовой долей диоксидаолова 50-85 масс.% обладают чувствительностью к изменению давленияокружающей среды;4) установлено, что сенсорный отклик исследуемых материалов кизменению давления окружающей среды обусловлен десорбцией остаточныхгазов, среди которых наибольшее влияние оказывают СO2, O2 и H2O;5) показано, что введение модификаторов – оксида цинка или оксидаиндия в многокомпонентные оксидные наноматериалы с фрактальнойструктурой на основе SiO2-SnO2 c массовой долей диоксида олова 50 масс.%повышает их сенсорный отклик.Практическая ценность работы заключается в развитии методикуправляемого синтеза, контроля состава, структуры и электрофизических5свойств многокомпонентных оксидных наноматериалов для чувствительныхэлементов адсорбционных сенсоров:1) разработана методика синтеза многокомпонентных оксидныхнаноматериалов с фрактальной структурой, образованных агрегатамиразмером 80-350 нм.2) предложена методика контроля качественного и количественногосостава многокомпонентных оксидных наноматериалов, основанная наанализе экспериментальных данных полученных с помощью метода ИКспектроскопии;3) разработан способ контроля концентрации и среднего размерананочастиц, образующихся в процессе формирования фрактальных агрегатовв золь-гель системах;4) разработан способ изготовления чувствительных элементовдатчиков вакуума на основе многокомпонентных оксидных наноматериаловс фрактальной структурой состава SiO2-SnO2, SiO2-SnO2-In2O3, SiO2-SnO2ZnO, имеющих рабочий диапазон давлений 10-2-102 Па и обладающихсенсорным откликом, варьируемым от 16,7% до 47,4%;5) предложена конструкция датчиков вакуума с чувствительнымиэлементами на основе многокомпонентных оксидных наноматериалов,реализация которой возможна с помощью 3D печати.Основные результаты работы1) показано, что инфракрасная спектроскопия может бытьиспользована для исследования качественного и количественного состава, атакже процессов, протекающих при формировании многокомпонентныхоксидных наноматериалов с фрактальной структурой в золь-гель системах;2) разработан способ контроля концентрации и среднего размерананочастиц, образующихся в процессе самосборки фрактальных агрегатов взоль-гель системах;3)продемонстрированавозможностьиспользованиямногокомпонентных оксидных наноматериалов, синтезируемых золь-гельметодом, в качестве чувствительных элементов датчиков вакуума;4) проведено моделирование сенсорного отклика чувствительныхэлементов адсорбционных сенсоров хеморезистивного типа с учетоммолекулярной и кнудсеновской диффузии газов в пористых пленках;5) разработана модель сенсорного отклика вакуумметров счувствительными элементами на основе многокомпонентных оксидныхнаноматериалов состава SiO2-SnO2 со сферической и лабиринтнойструктурой, учитывающая фрактальную размерность и средний размерагрегатов.ЗамечанияК сожалению, диссертация не свободна от недостатков.1.

Хотелось бы, чтобы автор работы пояснил, каким образом кислотноосновныесвойстваповерхностивлияютнаокислительновосстановительныепроцессы,проходящиенаповерхности6газочувствительного материала. Дело в том, что в ходе окислительновосстановительного процесса кислотные и основные свойстваповерхности изменяются.2. В работе, например на стр. 30, встречаются загадочные величины:«…материалы … обладают рекордной чувствительностью к этанолу …порядка 105».

105 чего? Чувствительность – это, вообще-то, производная!Автор на протяжении всей работы путает понятия «отклик» и«чувствительность».3. Автор в работе старательно обходит упоминание конкретных значенийсопротивления, концентрации и т.д. Это делается практически во всейработе. Например, на стр. 34: «сопротивление сенсора изменяетсяприблизительно на 10 %...». При какой концентрации газа проводилисьизмерения, каким было сопротивление?4. Автор очень увлекается написанием чисто умозрительных схемхимических реакций, например, пишет уравнение с участием СО2 на стр.117. Оксидные сенсоры в полном противоречии с этой схемойнечувствительны к СО2! Как бы было хорошо, если бы удалось сделатьсенсор, чувствительный к СО2, особенно при комнатной температуре!Реакции с кислородом при комнатной температуре тоже выглядятдовольно фантастично.

Все формы кислорода, перечисленные в таблице3.3, образуются только при высоких температурах.5. Непонятно, почему автор (стр. 119) не проверил, десорбция каких именногазов (СО2, О2, Н2О) приводит к изменению сопротивления сенсора. Еслисенсор работает при комнатной температуре, таким газом, вероятнеевсего, является вода, и сенсор чувствует изменение именно ееконцентрации.6.

Совершенно непонятно, как проводился эксперимент с этанолом (Рис.4.1). Автор не дает ни схемы экспериментальной установки, ни описанияметодики. Как автор добился того, что концентрация этанола возрасталалинейно во времени? Это очень непросто сделать!7. На Рис. 2 автореферата не очень понятно, какая величина отложена по осиХ. Коэффициент пропускания зависит от многих параметров, например,от толщины пленки, а она, как мне кажется, не указана. На графике оченьмало экспериментальных точек, поэтому экстраполяция на два порядкавеличины кажется очень рискованной.8. Непонятно (стр. 11 – 12 автореферата) как уравнение (1) связано суравнением (2).

Конечно, автореферат – это краткое изложениерезультатов, но логика изложения должна всё-таки соблюдаться и вавтореферате.9. Нельзя сказать, что модель (Рис. 4 автореферата) слишком хорошоописывает полученные результаты. Какие параметры использовались вкачестве подгоночных?10. Особенности кривой на Рис. 7б не слишком хорошо описываютсямоделью. С чем это связано?78.