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基于昆虫翅膀微型分级孔洞结构的气敏传感器研究


项目成员

钟正

澳門大學附屬應用學校

高中三年级

林曼莉

澳門大學附屬應用學校

高中三年级

林晖鸿

澳門大學附屬應用學校

高中三年级

基本信息
代表队 澳门 项目编号 EN193072T 学科分类 工程学 竞赛组别 高中组
关键词 气敏传感器 气敏材料 分级孔洞结构 仿生学 昆虫翅膀
项目简介

当今空气污染严重,开发新型气敏材料迫在眉睫。在一次清华大学夏令营,笔者偶然发现昆虫翅膀的气敏特性,受此启发,对昆虫翅膀分级孔洞结构的气敏性能进行大量实验和研究。主要研究内容如下: 1利用蝶翅粉末证明了蝶翅吸附气体的气敏性能。 2根据生物模板法,设计制作昆虫分级孔洞结构SnO2气敏材料的方法。 3利用电子显微镜,研究各种昆虫翅膀的微观结构,并比较其气敏性能,得出蝴蝶分级孔洞结构是提升气敏性能的必要基础的结论。 4采用线性回归分析法分析三十种蝶翅貌SnO2材料的气敏性能与蝶翅孔洞面积的关联,得出以下规律: β=514-0.00017×α;γ=13-5.7e-6×α (β=最高电压,γ=响应速率,α=孔洞面积),原因是孔洞面积越小,反应表面积越大。 5分析沉积物厚度,工作温度,检测对象和非理想环境四种因素的影响。 6利用最优蝶翅模板制作气敏传感器,发现其可提升其响应速率5.5倍,灵敏度2.5倍。

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