Projekti / Programi
Sinteza in karakterizacija novih nanostruktur na osnovi prehodnih kovin
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P360 |
Naravoslovno-matematične vede |
Anorganska kemija |
anorganska kemija, nanostrukture, prehodne kovine, nanocevke, fulereni, nanožice
Raziskovalci (5)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
26152 |
Boštjan Berčič |
Fizika |
Tehnični sodelavec |
2008 - 2011 |
20 |
| 2. |
22288 |
dr. Matija Milanič |
Fizika |
Raziskovalec |
2009 - 2011 |
247 |
| 3. |
15288 |
dr. Aleš Mrzel |
Kemija |
Vodja |
2008 - 2011 |
286 |
| 4. |
18691 |
dr. Lea Spindler |
Fizika |
Raziskovalec |
2008 - 2009 |
151 |
| 5. |
18275 |
dr. Mojca Vilfan |
Fizika |
Raziskovalec |
2008 - 2011 |
159 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.742 |
Povzetek
V okviru načrtovanega projekta bomo sintentizirali in karakterizirali nove nanostrukture na osnovi prehodnih kovin. Z delno zamenjavo molibdena z niobijem in žvepla s selenom v sami strukturi nanožic Mo6S3I6, odkritih na IJS, bomo sintetizirali nanožice z izboljšano prevodnostjo in kontrolirano dolžino, kar bi bilo ključno za njihovo uporabo na različnih področjih nanoelektronike in priprave prevodnih kompozitov. Z neposredno funkcionalizacijo nanožic preko tiolnih vezi bomo pripravili nove nanomateriale, primerne za senzoriko plinov in biološko pomembnih spojin. S sulfurizacijo nanožic MoxSyIz (Mo6S2I8, Mo6S3I8) nastanejo MoS2 nanocevke in nanocevke MoS2, polnjene z MoS2 fulerenskimi strukturami. Pričakujemo, da bomo z optimizacijo metode, ki je tudi pod patentno zaščito, sintentizirali večje količine teh nanostruktur MoS2 in tudi nanostrukture, ki bi imele v strukturi mešane atome prehodnih kovin ali mešane atome halkogenov. Vse te nanostrukture so, oziroma bi bile, unikatne v svetovnem merilu in bi bile poleg izjemne znanstvene zanimivosti potencialno uporabne v celi vrsti področij, kjer se spojine na osnovi prehodnih kovin že uporabljajo - npr. v elektroniki, kot maziva ali kot kompozitni materiali. Sintetizirane nanostrukture bomo uporabili tudi za pripravo novih kompozitnih materialov s komercialnimi polimeri in ogljikovimi nanocevkami ter preverili njihove mehanske in električne lastnosti.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave v okviru projekta Sinteza in karakterizacija novih nanostruktur na osnovi prehodnih kovin so vključevale sintezo in karakterizacijo lastnosti novih nanostruktur na osnovi prehodnih kovin, predvsem molibdena. Izpopolnili smo uveljavljen postopek sinteze MoSI nanožic, ki omogoča sintezo velikih količin svežnjev dobro dispergljivih nanožic s podobnimi premeri. S kontroliranim postopkum sulfurizacije MoSI nanožic smo razvili metodo izdelave kvazi enadimenzionalnil MoS2 nanostruktur, (nanocevke, mamatube). Tako nastale nanostrukture imajo sicer enako osnovno morfologijo kot obstoječi svežnji MoSI nanožic , ki služijo kot prekurzorji, vendar se odlikujejo po svojih fizikalnih lastnostih, ki so ključnega pomena pri načrtovani uporabi v industriji (mazave lastnosti). Preliminarni rezultati kažejo, da nastale nanocevke odlikujejo izjemne lastnosti, ki jih z drugimi postopki sinteze ne moremo doseči: velika dolžina (nekaj mm) in velika mehanska stabilnost, ter preprostejša in učinkovitejša izdelava. Določili smo tudi hitrost sulfurizacije nanožic, kar je kjučna informacija za pripravo zanimivih binarnih enadimenzionalnih spojin z zanimivimi lastnostmi. Z raziskavami smo pokazali , da so osnovne MoSI nanožice, poleg zelo zanimivih lastnosti, tudi odlični prekurzorski materiali za pripravo enadimenzionalnih struktur na osnovi molibdena. S preprostim gretjem na zraku lahko tako pripravimo molibden oksidne nanožice, ki so potencialno uporabne v celi vrsti različnih aplikacijah. Morfologija prekurzorskim svežnjev MoSI nanožic se po vseh kemijskih spremembah (sulfurizacija, oksidacija) ohrani, torej lahko s kontrolo premerov in dolžin MoSI svežnjev kontroliramo tudi morfologijo končnih produktov. Vse te strukture so zelo zanimiva alternativa ogljikovim nanocevkam s tem, da je njihova sinteza preprosta, poceni, vse nanožice, ki tvorijo svežnje pa enakih premerov. Nanožive in nanocevke sintentizirane v projektu so zelo primeren material za polnila polimerov pri pripravi različnih kompozitnih materalov z izboljšanimi mehanskimi, električnimi ter termičnimi lastnostmi. Naš projekt je s tem pripomogel k napredku tako sinteze anorganskih nanosnovi kot tudi njihove široke uporabnosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Uspeli smo sintentizirati nove nanostrukture na osnovi molibdena in jih tudi ustrezno patentno zaščitili. Na osnovi dela teh patentov je bilo nadaljevano delo v visoko-tehnološkem podjetju v okviru Tehnološkega parka Ljubljana, katerega glavna naloga je sinteza novih tehnološko uporabnih nanostruktur (predvsem nanožic in nanocevk), ter njihov uspešen prenos za uporabo za industrijske namene. Raziskave in razvoj v okviru projekta predstavljajo izreden doprinos k nanotehnološkemu področju pri nas in tako utrjujejo položaj in konkurenčnost Slovenije v svetu. Ponuja se nam možnost nadaljne izrabe obstoječe opreme, pridobljenega znanja in uporabe materialov, ki so edinstveni v svetu. Poleg promocije države raziskave odpirajo vrata sodelovanju z drugimi vrhunskimi strokovjaki s tega področj. Uporaba in karakterizacije novih nanomaterialov je poleg vrhunskih raziskav omogočala tudi redno izobraževanje perspektivnih raziskovalcev na visokem nivoju. Na osnovi tega projekta smo dobili tudi mesto v COST projektu, ki bo traja do leta 2013. Kot delni rezultat tega projekta pričakujemo tudi razvoj novih bionanosenzorjev na osnovi nanožic in nanocevk na osnovi prehodnih kovin, ki bodo namenjeni za odkrivanje in določevanje koncentracije različnih biološko pomembnih spojin in ekslozivov. Glede na hitro rastoč trg biosenzorjev in ogromno tržišče bi bili bionanosenzorji poleg izjemne zanimivosti za znastvene raziskave tudi trženjsko zelo zanimivi. POMEMBNO JE, DA SO VSE NANOSTRUKTURE SINTENTIZIRANE V TEM PROJEKTU TUDI USTREZNO PATENTNO ZAŠČITENE.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
