Projekti / Programi
Fizikalno-kemijski pojavi na površinskih plasteh in sinteza ter uporaba nanodelcev
01. januar 2004
- 31. december 2008
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
korozija, jeklo, baker, polarizacija, elektrokemijski šum, impedanca, inhibitorji, kemijski senzorji, kemometrija, validacija novih analiznih metod, polipropileni, polnila, elastomerni modifikatorji, polimerni mikro- in nanokompoziti, mešanice polimerov, monolitno porozni polimerni materiali, polimerni nosilci, polimerne membrane,modifikacija polimernih membran, sonokemija, nanodelci, koordinacijske spojine, fazna ravnotežja, parcialne molske prostornine
Raziskovalci (16)
Organizacije (1)
Povzetek
-Raziskave potekajo na preučevanju kinetike in mehanizmov reakcij na korodirajočih površinah kovinskih materialov, kot so skupina avstenitnih in feritnih jekel v še neraziskanih elektrokemijskih sistemih, nadalje še na nerjavnih jeklih in materialih, ki jih uporabljamo za implantate ter čistem bakru. Meritve izvajamo v žveplovi kislini in v klorovodikovi kislini, tudi ob prisotnosti inhibitorjev, v primeru implantatov pa v fizioloških raztopinah. Posebna smer raziskav je merjenje gostote raznih učinkovin v nadkritičnem ogljikovem dioksidu, z namenom pridobiti termodinamske podatke (parcialne molske prostornine, prostorninske razteznostne koeficiente, izotermsko stisljivost), koristne pri nadkritičnih procesih.
-Vpeljava novih postopkov za pripravo potenciometričnih senzorjev (kemijska, sonokemijska aktivacija elektrodne površine, novi membranski materiali) in karakterizacija potenciometričnih lastnosti ter študij površinskih lastnosti.
Razvoj analiznih metod in vrednotenje le teh v skladu z mednarodnimi predpisi ISO/IEC 17025. Cilj je tudi optimizacija in validacija novih analiznih metod, ovrednotenje validacijskih parametrov, statistično ovrednotenje rezultatov in ovrednotenje merilne negotovosti rezultatov merjenja. Kemometrične metode bomo uporabili za modeliranje in optimizacijo analiznih metod, za ugotavljanje podobnosti lastnosti posameznih merjencev in za oceno kvalitete merjenih rezultatov.
-Raziskave potekajo na področju ugotavljanja mehanizma formiranja asimetičnih poroznih membran po mokrem postopku fazne separacije (inverzije) in modifikacije njihove površine. Mehanizem formiranja predstavlja vrsta elementarnih procesov, ki niso poznani v podrobnostih in ni znano njihovo zaporedje. S kemijsko modifikacijo površine polimernih membran je mogoče doseči ugodnejše parametre membranske separacije (zadrževanje zapacanja) ter omogočiti imobilizacijo bioaktivne snovi.
-Priprava novih modificiranih polimernih materialov (mikro- in nanokompozitov, mešanic) z izboljšanimi uporabnimi lastnostmi. S spreminjanjem pogojev priprave vzorcev, zlasti s spreminjanjem komponentne sestave, želimo določiti fazno strukturo (morfologijo), ki daje optimalne uporabne lastnosti. Da bi dosegli čimboljši kompatibilizacijski in zamreževalni učinek, bomo vzorce obdelali z ionizirajočim sevanjem.
-Sinteza nanodelcev s sonokemijsko metodo in uporabo reverznih micel v mikroemulzijah. Edinstveni pogoji pri tovrstnih reakcijah omogočajo sintezo spojin, ki jih z ostalimi metodami ni mogoče pripraviti. Nadaljevanje raziskav na področju sinteze koordinacijskih spojin hidroksilamina s fluorom bi zaokrožilo sistematski pregled tovrstnih spojin po periodnem sistemu, s čemer bi poglobili znanje o kemiji hidroksilamina, pomembnega intermediata v procesu kroženja dušika v naravi. Raziskave visokotemperaturnih ternarnih faznih ravnotežij, na osnovi oksidov prehodnih elementov, oksidov lantanoidov in zemljo-alkalijskih oksidov, bodo osnova za nastanek in identifikacijo novih ternarnih faz z zanimivimi strukturnimi in elektromagnetnimi lastnostmi.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave so pomembne za pospeševanje industrijskega razvoja, varovanje naravnega okolja, za prenos znanja in razvoj novih kadrov. Razen tega omogočajo raziskave vključevanje fakultete v mednarodni znanstveni prostor s ciljem, da ohranimo stik in ostanemo vpeti v mednarodno znanstvenoraziskovalno izmenjavo. V okviru raziskovalnega programa in dela predvidevamo tudi promocijo znanosti, ustrezne predstavitve znanstvenega in strokovnega dela doma in v tujini ter publikacije v mednarodnih in domačih revijah. Rezultati raziskav so pomemben prispevek k temeljnim znanjem na področju kemijsko odpornih jekel (avstenitna, feritna), mehanizma in kinetike korozije in pasiviranja pri različnih (tudi ekstremnih) pogojih uporabe. Z različnimi metodami predhodne obdelave jekel je tako možno že pred uporabo materiala vplivati na njegovo korozijsko odpornost. Surfaktantii zaščitijo površino kovine tako, da se s svojimi funkcionalnimi skupinami adsorbirajo na površino kovine. Zato je poznavanje kemizma adsorpcijskih procesov velikega pomena pri izbiri ustreznega inhibitorja. Razvoj novih analiznih metod in pravilno vrednotenje rezultatov. Opisano raziskovalno delo prispeva k povečanju znanja na področju analizne kemije, meroslovja, kemije okolja, organske kemije in kemometrije. Na področju meroslovja izvajamo skupaj z devetimi evropskimi univerzami skupni evropski magistrski študij "Measurement Science in Chemistry". Razvoj novih asimetričnih membran, ugotavljanje mehanizma njihovega formiranja in njihove površinske kemijske in biokemijske imobilizacije. Razvoj novih polimernih materialov primernih za monolitne porozne nosilce. Pridobili smo nova znanja na področju mikro- in nanokompozitov ter polimernih mešanic, kakor tudi nova spoznanja pri ugotavljanju soodvisnosti med strukturo in lastnostmi hibridnih, večkomponentnih polimernih sistemov. Za razumevanje morfologije, ki pomembno vpliva na končne lastnosti polimernih kompozitnih materialov, je bistveno poznavanje in razumevanje dogajanja na faznih mejah, kar je v strokovni literaturi sicer pogosto obravnavano, vendar še ne zadovoljivo pojasnjeno. Razlaga dogajanja na fazni meji kompozitov PP/polnilo prispeva k lažjemu in uspešnejšemu načrtovanju strukture in lastnosti drugih polimernih kompozitov, kar bi omogočalo njihovo še večjo uporabo. Doseganje kontrolirane morfologije je tudi eden največjih omejujočih dejavnikov pri prenosu raziskovalnih dosežkov v proizvodno prakso. Obstaja velik potencial za aplikacijo še ostalih laboratorijsko razvitih sistemov v industrijskem obsegu.
Pomen za razvoj Slovenije
Predstavljen program je z družbeno ekonomskega vidika interdisciplinaren, kar pomeni dodatno prepoznavnost ter povečano konkurenčnost doma in v tujini. Rezultati dela bodo tako posredno in/ali neposredno uporabni za slovensko kemijo ter posebej za kemijsko, farmacevtsko, prehrambeno in drugo sorodno industrijo. Pomen uresničujemo z objavami v revijah z visokimi faktorji vpliva po posameznih znanstvenih področjih in s predstavitvijo dela na mednarodnih konferencah. Pri raziskovalnem delu sodelujemo z raziskovalnimi organizacijami iz tujine, kar se odraža v mnogih skupnih objavah. Z mentorstvom diplomantom na dodiplomskih študijskih programih, magistrantom in doktorantom prenašamo raziskovalno delo in znanje na mlajšo generacijo in vzgajamo kadre za potrebe industrije. Raziskave se navezujejo na mnoge probleme korozije v Sloveniji, tako v procesni tehniki, gradbeništvu, elektrarnah, medicini, itd. Boljše poznavanje korozijskih procesov omogoča boljšo predhodno obdelavo, kot tudi samo protikorozijsko zaščito in izbor ustreznih kemijsko odpornih kovinskih materialov. Ker so kisline najpogostejši korozivni medij, obenem pa so nepogrešljive v industriji pri različnih postopkih čiščenja med katere sodijo: razmaščevanje, odstranjevanje kotlovca, ter preostala industrijska čiščenja, so raziskave na tem področju velikega pomena, predvsem iz stališča dodatkov ustreznih inhibitorjev, ki so pred temi postopki nujno potrebni za zaščito industrijskih sklopov (kotli, cevovodi, itd.). Za tehnološki razvoj pa je posebno pomembno nove proizvode analizirati ob upoštevanju vseh kriterijev za zagotovitev kvalitete analitskega dela in rezultatov. Rezultati programa so zelo pomembni in uporabni za slovensko industrijo. Podjetje BIA Separations iz Ljubljane je eno vodilnih v svetu na področju polimernih nosilcev za separacijske tehnologije. Podjetje sodeluje s slovensko farmacevtsko industrijo (Lek, Krka) pri čiščenju farmacevtskih učinkovin, cepiv in virusov, zato rezultati programa posredno koristijo tudi tem podjetjem. Rezultati bazičnih odkritij so pomembni za razvoj separacijskih tehnologij in sintezne organske kemije. Slovenija je, po našem mnenju, na tehnološki razvojni stopnji, ko bi lahko pričela s proizvodnjo polimernih membran kot produktom "visoke tehnologije" z visoko dodano vrednostjo. Seveda pa so potrebne ustrezne tržne raziskave.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si