Studium homogenity elektrických parametrů organických vodičů impedanční tomografií

• Thesis title in Czech: Studium homogenity elektrických parametrů organických vodičů impedanční tomografií
• Thesis title in English: -
• Key words: rezistivita, vodivost, impedanční tomografie, vodivé polymery
• Academic year of topic announcement: 2023/2024
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Department: Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
• Supervisor: doc. RNDr. Ivo Křivka, CSc.
• Advisors: RNDr. Jan Prokeš, CSc.

Guidelines

• Seznámit se s problematikou vodivých organických materiálů zahrnující jejich přípravu a charakterizaci, a zejména fyzikální principy jejich elektrické vodivosti
• Seznámit se s principem metody impedanční tomografie a jejím využitím pro mapování rezistivity
• Studovat změny rezistivity a vznik a vývoj jejích nehomogenit v průběhu teplotního stárnutí vzorků s různým složením a připravených různými způsoby

References

[1] S. Roth, D. Carroll, One-Dimensional Metals, Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2004

[2] T. Blythe, D. Bloor, Electrical Properties of Polymers, Cambridge University Press, Cambridge 2005

[3] D.C. Barber, B.H. Brown: "Recent developments in applied potential tomography - APT", Proc. 9th Conf in
Information Processing in Medical Imaging, Washington DC, 10-14 June 1985 (editor S.L. Bacharach),
Martinus Nijhoff, Dordrecht, 1986, pp. 106-21

Preliminary scope of work

Polymerní materiály podléhají i za běžných podmínek chemickým a strukturálním změnám, které mají za následek postupnou změnu fyzikálních vlastností. Pro účely testování materiálových vlastností v laboratorních podmínkách se běžně stárnutí kontrolovaně urychluje (nejčastěji zvýšením teploty). Nejvýznamnější fyzikální veličinou, která třídu tzv. vodivých polymerů odlišuje od ostatních organických materiálů, je rezistivita. V průběhu stárnutí jsou změny rezistivity a vývoj jejích nehomogenit odrazem proměn chemické struktury. Elektrická impedanční tomografie (EIT) umožňuje průběžně sledovat rozložení rezistivity uvnitř měřeného objektu a tak nedestruktivně studovat homogenitu strukturálních změn.

Základním principem EIT je měření impedance (ve stejnosměrném režimu se měří elektrický odpor) s využitím většího počtu kontaktů rozmístěných po obvodu objektu. Pro zjednodušení se zpravidla používá vzorek ve tvaru kruhu. Vybraná dvojice sousedních kontaktů se použije pro přivedení proudu a pak se zjistí rozložení potenciálu na ostatních elektrodách. Na základě potenciálového profilu se vypočítá rezistivita pro ekvipotenciální řezy (proto tomografie), které se vějířovitě rozevírají z mezery mezi proudovými kontakty. Takto se postupně využijí všechny dvojice sousedních kontaktů jako proudové. Na základě křížení řezů se pak získá mapa rezistivity pro celou plochu.

Cílem práce je pomocí průběžného mapování rezistivity metodou EIT porovnat teplotní stárnutí vodivých polymerních materiálů s různým základním chemickým složením, odlišnou morfologií složek a různým způsobem přípravy. Student/ka se seznámí s postupy přípravy vodivých organických materiálů a s metodami měření jejich elektrických parametrů.

Práce má převážně experimentální charakter.

Preliminary scope of work in English

-