Projekti / Programi
Sodobni anorganski magnetni in polprevodni materiali
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| 2.09.00 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
keramika, sinteze materialov, magnetni materiali, mikrovalovni feriti, magnetni nanodelci, polprevona keramika, PTCR termistorji
Raziskovalci (17)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.706 |
Povzetek
Program predvideva raziskave mikrovalovnih materialov na osnovi magnetnih spinelov, granatov in heksagonalnih feritov. Poudarek raziskav bo usmerjen v skupino heksagonalnih feritov, ki imajo zapleteno kristalno zgradbo. Uporabili bomo posebne metode, pri katerih lahko kontroliramo sintezo ustrezne strukture na nano nivoju: mehanokemijske sinteze, sol-gel postopek ter hidrotermalne sinteze so se že izkazali za ustrezne. Pripravljenim materialom bomo karakterizirali strukturo na nano nivoju z uporabo modernih elektronsko-mikroskopskih tehnik (SEM, EDXS, TEM, HREM, STEM, HAADF, EELS, ...) in rentgenske difraktometrije (XRD) v kombinaciji s specialnimi tehnikami, kot je Moessbauerjeva spektroskopija.
Poleg tega so v okviru predlaganih raziskav zajeti kompozitni nanodeleci, t. j. nanodelci sestavljeni iz plasti različnih materialov. Primer kompozitnih nanodelcev so magnetni delci, prevlečeni s tankimi plastmi, ki služijo različnim namenom, od možnosti dispergiranja delcev v nosilni tekočini do zaščite delcev pred kemijsko reakcijo z okoljem ter prevleke delcev z aktivno snovjo (npr. zdravilom). Velik del raziskav bo posvečen sintezi novih kompozitnih nanodelcev, sestavljenih iz različnih funkcionalnih materialov, npr. iz magnetnih in feroelektričnih materialov ali magnetnih in izolacijckih materialov.
Pomen za razvoj znanosti
SLO Program je prispeval pomembne rezultate na področju nanotehnologije. Ena izmed ključnih znanj je sinteza nanodelcev, saj igrajo le ti pomembno vlogo pri razvoju nanotehnologije. Gre za magnetne nanodelce, njihovo sintezo, funkcionalizacijo, karakterizacijo in njihovo uporabo uporabo pri sintezi kompozitov za uporabo v medicini in tehniki. Ta znanja so bila razvita v tem programu in so za Slovenijo nova. Sedaj je tematika prerasla okvirje programa in se s to tematiko ukvarja več raziskovalcev in institucij v Sloveniji. V okviru te tematike so doktorirali MR-ji, ki so tematiko prenesli v industrijo –Nanotesla Institut- Kolektor Idrija Glavnina raziskav je potekala na področju sinteze nanodelcev s soobarjanjem v mikroemuzijah in v raztopinah. Na tem področju smo ustvarili opus objav, ki so citirane. Poleg tega je bila tematika predmet podiplomskega študija. Kot zgled lahko služi pregledni članek, Surf. rev. lett., 2005, 12, 239-77, “Synthesis of materials within reverse micelles“(cit. 26/ tri leta). V tem članku je zajetih 10 objav s področja sinteze magnetnih nanodelcev s pomočjo revernih micel. Na področju mikrovalovnih feritov smo preiskovali materiale za absorpcijo elektromagnetnega valovanja v MHz frekvenčnem območju. To tematiko smo vpeljali v domači prostor, saj gre za pomembno akcijo, kako zaščititi ljudi in bivalne prostore pred nevarnim elektromagnetnim sevanjem. Razvili smo osnovno znanje povezano s sintezo, karakterizacijo in lastnostmi absorpcijskih materialov in prispevali k znanju pomembnem za razumevanje delovanja uporabnih čistih materialov in kompozitov. To znanje je bilo implementirano pri izdelavi in patentni zaščiti komercialnega kompozita za zaščito v frekvenčnem območju do 10 GHz. Iz te raziskovalne tematike je bilo objavljenih več del med njimi izstopa delo IEEE trans. magn., 2004, 40, 1679-84, "Advantages of ferromagnetic nanoparticle composites in microwave absorbers", ki beleži 27 citatov. S polno odgovornostjo lahko trdimo, da je progamska skupina pomembno prispevala pri razvoju znanosti na obeh tematikah doma in širše.
Pomen za razvoj Slovenije
Z raziskovalno tematiko predlaganega programa smo bili in smo še vključeni v nacionalne in mednarodne projekte: Na področju razvoja feritnih materialov za uporabo v področju milimetrskih valov smo uspešno koordinirali in zaključili razvojno aplikativni projekt Eureka, FDMA3451,"Ferrite materials and nonreciprocal devices for mm-wave applications" (2006-2007). V okviru tega projekta smo razvili nove sintezne postopke primerne za pripravo keramike za uporabo kot izolator pri 24 GHz. Tak izolator je 8x manjši od običajnega. Nadaljevanju tega projekta je namenjena tematika programa razvoja metode za pripravo magnetno usmerjenih feritnih debelih plasti za uporabo pri 30-100 GHz. Uspešno smo tudi zaključili več razvojno aplikativnih projektov s podjetjem Iskra Feriti s področja mikrovalovnih feritov. Rezultat sodelovanje so novi mikrovalovni absorberji (“Keramični feritni materiali za absorbcijo elektromagnetnega valovanja v frekvenčnem področju od 100MHz do 12 GHz“ : patent št. 21979. Ljubljana: Urad RS za intelektualno lastnino, 2006). Na področju mikrovalovnih absorberjev nadaljujemo z raziskavami v projektu EU6, MATERA ERA-NET, 4302-31/2006/26, ABSOFILM, "New generation microwave ferrite thick films for absorbers" (2007-2009). V okviru tega projekta razvijamo tehnologijo razprševanja ("spraying") za pripravo absorberskih plasti na različnih površinah. S tematiko sočasnega nizkotemperaturnega sintranja feritov sodelujemo z EU partnerji v projektu Euripides, IMICIMO, 4302-2/2006-94, "Integrated Miniature Circulators for Microwave Modules", (2008-2010). Na področju mikrovalovnih feritov smo sodelovali tudi v več bilateralnih projektih. Od teh ste trenutno tekoča dva projekta: BI-IT 05-08-007, "Neprevodni magnetni materiali za mikrovalovne absorberje" (2006-2009) in BI-HUN 10/2007, "Sočasno sintrani feritni-keramični sistemi za integrirane miniaturne cirkulatorje za uporabo v mikrovalovnih enotah", (2008-2009). Na področju raziskav nanodelcev smo se v mednarodne tokove vključevali preko bilateralnih sodelav: BI-FR/06-1-PROTEUS, "Uravnavanje velikosti in morfologije feritnih nanodelcev s prilagodotvijo sintetskih metod: obarjanja v mikroemulzijah in hidrotermalne sinteze" in BI-FR/06-2-PROTEUS, "Materiali z izboljšanimi magnetnimi lastnostmi pri visokih frekvencah pripravljeni z oblačenjem feritnih delcev s silicijevim oksidom". Na tematiki sinteze magnetnih nanodelcev je program povezan tudi z dvema domačima aplikativnima projektoma: L2-9151 "Sinteza magnetnih nanodelcev za mikrovalovne absorberje in magnetne tekočine" (sofinancer industrijski institut Nanotesla Ljubljana) in L2-1156 "Razvoj fotokatalitičnih superparamagnetnih nanokompozitov za postopke zamanjševanja emisij škodljivih snovi v okolje" (sofinancer Cinkarna Celje) in enim osnovnim projektom J1-0155 "Vzorci, strukturna samo-organizacija ter magnetoelektriki v mešanicah nano-delcev in tekočih kristalov".
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
