РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНОГО РЕАКТОРА ДЛЯ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО СИНТЕЗУ НАНОПОЯСІВ ПЕНТАОКСИДУ ВАНАДІЮ З КОНТРОЛЕМ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
У ході дослідження розроблено автоматизований пристрій для синтезу наноструктур, що забезпечує регулювання та підтримку ключових параметрів перетворення вихідних оксидів у наноструктури. Пристрій здатний автоматично підтримувати задані параметри роботи залежно від характеристик початкових реагентів і цілей експерименту, а також здійснювати запис даних із заданим інтервалом для подальшого аналізу, що зменшує ймовірність помилок і підвищує точність досліджень. Основу пристрою становить мікроконтролерна платформа Arduino Uno, яка керує вузлами установки, зокрема системою нагріву та приводом мішалки. Особливу увагу приділено реалізації методу ротаційної віскозиметрії: у реальному часі вимірюються сила струму та напруга на двигуні, що дозволяє корелювати ці показники зі зміною в’язкості суспензії. Це дає змогу використовувати в’язкість як індикатор кінетики структурних перетворень під час формування нанопоясів пентаоксиду ванадію. Програмне забезпечення забезпечує точний підрахунок обертів за допомогою енкодера та плавне регулювання швидкості, що гарантує стабільність умов експерименту протягом тривалого часу. Автоматизація збору даних і їх збереження у форматі CSV оптимізує обробку результатів. Розроблена установка забезпечує високу відтворюваність синтезу та створює підґрунтя для нових методів характеризації оксидних наноматеріалів. Показано можливість використання в’язкості як інтегрального параметра для моніторингу кінетики структурних перетворень у процесі формування нанопоясів
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
Antão, P. P. Development of an automated Arduino-based UV-C photocatalytic system for pollutant degradation studies. /Antão, P. P., Melquíades, S. O., Batista, J. V., & Castro, T. J. // Measurement Science and Technology. – 2025. – V. 36. Retrieved from: https://doi.org/10.1088/1361-6501/adf45e
Barrett Steven F. Arduino Microcontroller Processing for Everyone! Third Edition / Steven F. Barrett. // Springer Nature. – 2022. – P. 491. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/978-3-031-79864-1
Dogan I. PIC microcontroller projects in C. Basic to advanced / Dogan I. // Elsevier – 2014. – P. 639. – ISBN-13: 978-0-08-099924-1
Goyal D. Design and Development of Arduino-Based Four-Channel Data Acquisition System with Digital Temperature Control for Chemiresistive Sensors. / Goyal D., Patra, S., Sapre, A., Kaur, M., & Ramgir, N. S. // Sensing and Imaging. – 2024. – V. 25(1). – P. 30. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s11220-024-00477-2
Hnatiuk M. High-throughput and versatile design for multi-layer coating deposition using lab automation through Arduino-controlled devices. / Hnatiuk M., Kimball D., Kolanthai E., Neal C. J., Kumar U., Sakthivel T. S., Seal S. // Review of Scientific Instruments. – 2021. – P.92(8). Retrieved from: https://doi.org/10.1063/5.0059950
Koe W. S. An overview of photocatalytic degradation: photocatalysts, mechanisms, and development of photocatalytic membrane / W. S. Koe, J. W. Lee, W. C. Chong, Y. L. Pang, L. C. Sim // Environmental Science and Pollution Research. – 2020 – V. 27. – P. 2522-2565. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s11356-019-07193-5
Perissé Moreira M. Automation of a low-cost device for flow synthesis of iron oxide nanoparticles. / M. Perissé Moreira, D. Grasseschi // Journal of Nanoparticle Research. –2022. – V. 24, №5, – P. 93. Retrieved from: https://doi.org/10.1007/s11051-022-05476-6
Wang Z. L. Nanobelts, Nanowires, and Nanodiskettes of Semiconducting Oxides – From Materials to Nanodevices / Z. L. Wang // Advanced Materials. – 2003. – V. 15. – P. 432-436. Retrieved from: https://doi.org/10.1002/adma.200390100
Xianhong R. Ambient dissolution-recrystallization towards large-scale preparation of V2O5 nanobelts for high-energy battery applications / R. Xianhong, T. Yuxin, O. Malyi, A. Gusak, Zhang Y. // Journal of Nano Energy. – 2016. – V. 22. – P. 583-593. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.03.001
Vanin V. V. Engineering graphics / Vanin V. V., Perevertun V. V., Nadkernychna T. M., Vlasuk H. H. // Kyiv.: BNV Publishing Group. – 2009. – с 400.