Projekti / Programi
Nove slikovno-analitske metode
01. januar 2017
- 31. december 2021
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.21.00 |
Tehnika |
Tehnološko usmerjena fizika |
|
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T000 |
Tehnološke vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
teraherčna spektroskopija, magnetizem, jedrska kvadrupolna resonanca, slikanje, združevanje slik
Raziskovalci (9)
Organizacije (2)
Povzetek
Slikovno-analitske metode omogočajo, da pridobimo informacije o snovi ali preiskovanem objektu, ki jih sicer s prostim očesom ne moremo zaznati. Z razvojem teh metod, npr. slikanje na področju varnosti prebivalstva in v medicini ali na področju neporušnih preiskav v gradbeništvu, lahko preiskave opravimo hitreje in z večjo zanesljivostjo.
V okviru raziskovalnega programa bomo nadaljevali z razvojem dodatnih komponent in algoritmov za napredno delovanje teraherčnega sistema in izvajali meritve s THz spektroskopijo in slikanjem za namene kemijsko-fizikalne in strukturne karakterizacije farmacevtskih in gradbenih materialov. Načrtujemo izgradnjo lokalne baze THz podatkov oz. vključitev rezultatov naših meritev v svetovno bazo podatkov, ki jo vodi Tera-Photonics Team, RIKEN Sendai.
Nadaljevali bomo z raziskavami fizikalnih lastnosti različnih novih materialov. Kot primere omenimo iskanje visokoentropijske zlitine s čim višjo temperaturo prehoda v feromagnetno stanje, uporabo magnetnih nanodelcev za zapis digitalne informacije v termično spominsko celico pri sobni temperaturi in določanje povezave med strukturo in magnetnimi lastnostmi v nekaterih spojinah z arzenom.
Povečali bomo občutljivost merskega sistema za detekcijo nevarnih in prepovedanih snovi na podlagi meritev jedrske kvadrupolne resonance dušika. Merilne tuljave bomo optimizirali tako, da bo magnetno polje na izbrani razdalji od tuljave imelo čim bolj konstantno magnitudo ali, da bo magnetno polje znotraj tuljave čim bolj homogeno.
Razvijali bomo numerične algoritme za obdelavo in združevanje slik na področju slikanja v biofiziki in gradbeništvu.
Izdelali bomo večtočkovni merski sistem za merjenje toplotnega toka. Z njim bomo lahko neposredno izmerili toplotno prehodnost U, ki najbolje opisuje energijsko učinkovitost objekta. Novi podatki o preiskovanem objektu bodo prispevali k zmanjševanju stroškov pri rekonstrukciji in energijski sanaciji objektov.
Pomen za razvoj znanosti
Že nekaj let sodelujemo pri razvoju neporušnih preiskav v gradbeništvu. Poleg slikanja gradbenih elementov z različnimi metodami (npr. georadar, infrardeča kamera, ultrazvok) razvijamo tudi numerične algoritme za združevanje slik. V sodelovanju s Fakulteto za gradbeništvo in geodezijo, Univerze v Ljubljani smo pri ocenjevanju energijske učinkovitosti nekaterih objektov kulturne dediščine ugotovili, da z omenjenimi metodami slikanja ne moremo zanesljivo napovedati energijske učinkovitosti obravnavanega objekta. Ker k porabi energije največ prispevata ogrevanje in hlajenje, je toplotna prehodnost U količina, ki najbolje določa energijsko učinkovitost objekta. Zato v nadaljevanju raziskav načrtujemo izdelavo merilnega sistema za večtočkovno merjenje toplotnega toka skozi steno, razvoj algoritmov za obdelavo teh signalov in ustrezno vključitev rezultatov k ostalim metodam slikanja. Rezultati in analiza meritev bodo pomembno prispevali k razumevanju vpliva toplotne kapacitete na energijsko učinkovitost objekta ob upoštevanju nestacionarnega prenosa toplote.
Teraherčna spektroskopija je na nekaterih področjih že pokazala prednosti pred drugimi neporušnimi metodami, a jo na področju gradbeništva še zelo malo izkoriščajo. Načrtujemo razvoj THz spektroskopije prav na področju gradbeništva za analizo gradbenih materialov.
Na področju novih materialov predlagamo raziskave fizikalnih lastnosti nove vrste snovi, tako imenovane visokoentropijske zlitine. Eden od ciljev pri teh raziskavah je poiskati visokoentropijsko zlitino z dovolj visoko temperaturo prehoda v feromagnetno fazo, da bo uporabna pri sobni temperaturi. Kot medij za shranjevanje podatkov v termično spominsko celico predlagamo magnetne nanodelce. Ugotoviti želimo pri kateri najvišji temperaturi lahko vanjo trajno zapišemo podatke. V sodelovanju z Univerzo na Dunaju bomo pripravili nekatere nove spojine na osnovi arzena in raziskali vpliv strukture na njihove magnetne lastnosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Največji neposredni pomen za gospodarstvo bo imel razvoj neporušnih preiskav v gradbeništvu, predvsem teraherčna spektroskopija in izdelava večtočkovnega merskega sistema za merjenje toplotne prehodnosti. Novi podatki o preiskovanem objektu, ki nam jih metodi zagotavljata, bodo prispevali k zmanjševanju stroškov pri rekonstrukciji in energijski sanaciji objektov.
Obe novi tehniki slikanja lahko vodita do komercialno zanimivega izdelka z možnostjo ustanovitve spin-off podjetja.
Izboljšanje občutljivosti sistema jedrske kvadrupolne resonance za detekcijo prepovedanih ali nevarnih snovi bo imelo velik prispevek na področju varnosti prebivalstva.
K posrednemu pomenu za družbo spada pedagoško delo, vzgoja kadrov (diplomska in doktorska dela povezana s predvidenimi raziskavami) ter promocija Slovenije kot visokotehnološke družbe. Rezultate raziskovalnega dela bomo predstavili na številnih mednarodnih znanstvenih srečanjih ter v strokovnih revijah.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
