Projekti / Programi
Polimerni nanokompoziti za kemijske senzorje
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.09.01 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
Materiali za elektronske komponente |
Koda |
Veda |
Področje |
P260 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kondenzirane snovi: elektronska struktura, električne, magnetne in optične lstnosti, supraprevodniki, magnetna rezonanca, relaksacija, spektroskopija |
P351 |
Naravoslovno-matematične vede |
Strukturna kemija |
P400 |
Naravoslovno-matematične vede |
Fizikalna kemija |
T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
T152 |
Tehnološke vede |
Kompozitni materiali |
T170 |
Tehnološke vede |
Elektronika |
T171 |
Tehnološke vede |
Mikroelektronika |
nanokompoziti, polimeri, nanodelci, prevodnost, kemijski senzorji
Raziskovalci (6)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
1. |
22289 |
dr. Uroš Cvelbar |
Elektronske komponente in tehnologije |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
695 |
2. |
27704 |
dr. Nina Hauptman |
Kemija |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2009 |
95 |
3. |
04423 |
dr. Marta Klanjšek Gunde |
Elektronske komponente in tehnologije |
Vodja |
2007 - 2009 |
555 |
4. |
03494 |
dr. Marijan Maček |
Elektronske komponente in tehnologije |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
178 |
5. |
10429 |
dr. Miran Mozetič |
Elektronske komponente in tehnologije |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
1.321 |
6. |
24916 |
Franci Novak |
|
Tehnični sodelavec |
2007 - 2009 |
0 |
Organizacije (3)
Povzetek
Pripravili bomo nanokompozite na polimerni osnovi, ki se bodo lahko uporabili za senzorske materiale v kemijskih senzorjih vlage in organskih hlapov. Ti novi materiali bodo primerni za uporabo v okviru MEMS tehnologije na rezinah monokistalnega silicija, pa tudi za tisk na gibkih podlagah, npr. na papirju in plastiki. Za polimerno matriko bomo uporabili svetlobno občutljiv polimer na epoksi osnovi. Vanj bomo vmešali različne nanodelce ter kontrolirali in optimizirali stopnjo njihove disperzije. Za razumevanje sprememb električne prevodnosti v nanokompozitu bomo študirali pojave, do katerih pride na fazni mejo med delci in matriko. Temperaturno odvisne efekte bomo študirali s pomočjo meritev prevodnosti materiala v tekoči in trdni obliki v ustreznem temperaturnem območju, v skladu s potrebami posamezne aplikacije. Tako bomo dobili vpogled v mehanizme, ki uravnavajo spremembe električnih lastnosti pripravljenih nanokompozitov. Razumevanje teh mehanizmov je izjemnega pomena za pripravo dobrih senzorskih materialov, ki ustrezajo zahtevam izbranih aplikacij.
Najpomembnejši cilj projekta je pridobivanje znanj, ki so potrebna za pripravo nanokompozitov za kemijske senzorje bodisi v MEMS tehnologiji ali pa v tiskani izvedbi. Gre za ambiciozno formiranje osnovnih znanj za know-how, ki je potreben za proizvodnjo izdelkov z visoko dodano vrednostjo (npr. za “smart packaging”) v bližnji bodočnosti.
Pomen za razvoj znanosti
Pridobili smo osnovna in uporabna znanja na področju prevodnih nanokompozitov. Med uporabna znanja sodijo številne podrobnosti priprave in analize lastnosti kompozitov. Posebno pomembna so temeljna spoznanja o vlogi kemijske strukture polimerne matrike in o vlogi fazne meje med prevodnimi delci in matriko. Izkazalo se je, da imajo strukturne lastnosti materialov, ki sestavljajo kompozit, izjemno pomembno vlogo pri doseganju maksimalne prevodnosti kompozitov s sicer enakimi sestavinami in celo z enakimi koncentracijami uporabljenih materialov. Pokazali smo tudi, da podobne lastnost veljajo za t.i. cepljenje polimerov (polymer grafting) z nanodelci pri sintezi polimerov in za dopiranje polimerov, ki prav zaradi dopiranja postanejo (pol)prevodni. Po naših podatkih je to prva predstavitev dokazov za tako splošen koncept prevodnosti nanokompozitov.
Najpomembnejši rezultati raziskav, ki so bile opravljene na projektu, so že objavljeni, drugi so poslani v objavo ali pa so tik pred tem in bodo objavljeni v najbližji bodočnosti, najverjetneje v letu 2010.
Pomen za razvoj Slovenije
Osvojitev temeljnih znanj o prevodnih nanokompozitih je velikega pomena za uporabo v različnih aplikacijah. Kmalu po pričetku dela na projektu smo projektno skupino tega projekta povezali s skupino na Oddelku za grafiko in tekstilstvo Naravoslovnotehniške fakultete v Ljubljani. Skupno z njimi se izvaja aplikativni raziskovalni projekt »Tisk pasivnih elektronskih elementov za sisteme pametne embalaže«, ki ga sofinancira Zavod za sito, digitalni in tampo tisk, Sežana.
Znanja, pridobljena pri delu na obeh projektih ter zavedanje o njihovi aktualnosti in uporabnosti so privedli tudi do postavitve izbirnega predmeta na 3. Bolonjski stopnji Oddelka za grafiko in tekstilstvo Naravoslovnotehniške fakultete Univerze v Ljubljani z naslovom »Tisk elektronike«. Nosilec predmeta je doc.dr. Marijan Maček, soizvajalka pa je tudi doc.dr. Marta Klanjšek Gunde.
Prevodni nanokompoziti na polimerni osnovi so eden najpomembnejših materialov za tiskano elektroniko. Imenujemo jih tudi funkcionalne tiskarske barve. Osnovna spoznanja projekta, ki je predmet tega poročanja, so pri teh aktivnostih nepogrešljiva. S pomočjo aplikativnega projekta in preko študentov informacijske in grafične tehnologije se bodo ta znanja lahko prenesla v naš prostor in aktivno prispevala k zakladnici znanja slovenske strokovne javnosti in, kar močno upamo, tudi pomagala k dvigu našega gospodarstva.
Tematika projekta je vsebovana tudi v doktorski tezi mlade raziskovalke Nine Hauptman. Zagovor teze bo na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani v letu 2010.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si