Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARRS

Nanostrukturni materiali

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.04.00  Tehnika  Materiali   
1.02.00  Naravoslovje  Fizika   
1.04.00  Naravoslovje  Kemija   
1.08.00  Naravoslovje  Varstvo okolja   

Koda Veda Področje
T150  Tehnološke vede  Tehnologija materialov 

Koda Veda Področje
2.05  Tehniške in tehnološke vede  Materiali 
Ključne besede
nanostrukturni materiali, funkcionalno gradientni materiali, elektronska keramika, magnetni materiali, heterostrukture, nanotehnologije, spintronika, koloidno procesiranje, shranjevanje vodika, kemija in fizika trdnega stanja, strukturne napake, rast zrn, anizotropija, koercitivnost, električne in magnetne lastnosti, elektronska mikroskopija, elektronska mikroanaliza, modeliranje ab initio
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (42)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  35460  dr. Anže Abram  Materiali  Mladi raziskovalec  2012 - 2014  90 
2.  34424  dr. Muhammad Shahid Arshad  Konstruiranje  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  55 
3.  06627  dr. Slavko Bernik  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  576 
4.  03937  dr. Miran Čeh  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  636 
5.  19029  dr. Nina Daneu  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  402 
6.  02556  dr. Goran Dražić  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2013  974 
7.  34433  dr. Sandra Drev  Geologija  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  94 
8.  28476  dr. Nataša Drnovšek  Materiali  Raziskovalec začetnik  2009 - 2014  88 
9.  33331  dr. Ana Gantar  Materiali  Mladi raziskovalec  2010 - 2014  45 
10.  05216  Medeja Gec    Tehnični sodelavec  2009 - 2014  42 
11.  30873  dr. Barbara Horvat  Materiali  Mladi raziskovalec  2009 - 2013  87 
12.  30874  dr. Aljaž Iveković  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  111 
13.  33319  dr. Marja Jerič  Materiali  Mladi raziskovalec  2010 - 2014  27 
14.  36330  dr. Vanja Jordan  Kemija  Mladi raziskovalec  2013 - 2014  17 
15.  25652  dr. Tea Kapun  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Mladi raziskovalec  2009 - 2011  111 
16.  04355  dr. Spomenka Kobe  Materiali  Vodja  2009 - 2014  746 
17.  36334  dr. Rok Kocen  Električne naprave  Mladi raziskovalec  2013 - 2014  32 
18.  26027  dr. Andraž Kocjan  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  73 
19.  15654  dr. Matej Andrej Komelj  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  165 
20.  26461  dr. Katja Konig  Materiali  Mladi raziskovalec  2009 - 2011  75 
21.  34442  dr. Mateja Košir  Materiali  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  67 
22.  33321  dr. Matic Krivec  Kemija  Mladi raziskovalec  2010 - 2013  38 
23.  30879  dr. Alenka Lenart  Geologija  Mladi raziskovalec  2009 - 2013  26 
24.  34138  dr. Martina Lorenzetti  Materiali  Tehnični sodelavec  2014  54 
25.  18594  dr. Paul John Mc Guiness  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  336 
26.  04292  dr. Saša Novak Krmpotič  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  648 
27.  32161  dr. Darja Pečko  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  49 
28.  27843  dr. Matejka Podlogar  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  227 
29.  24982  dr. Benjamin Podmiljšak  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  85 
30.  31815  dr. Mojca Presečnik  Materiali  Mladi raziskovalec  2009 - 2014  26 
31.  29043  dr. Katarina Rade  Kemija  Mladi raziskovalec  2009 - 2012  34 
32.  10083  dr. Aleksander Rečnik  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2014  643 
33.  33965  dr. Rok Rudež  Materiali  Mladi raziskovalec  2012 - 2014  18 
34.  15597  dr. Zoran Samardžija  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  536 
35.  32166  dr. Marko Soderžnik  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  111 
36.  34453  dr. Nadežda Stanković  Geologija  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  24 
37.  19030  dr. Sašo Šturm  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  584 
38.  37484  dr. Sara Tominc  Materiali  Mladi raziskovalec  2014  21 
39.  37049  Martin Topole  Materiali  Tehnični sodelavec  2014  22 
40.  33329  dr. Janez Zavašnik  Kemija  Mladi raziskovalec  2010 - 2013  259 
41.  28491  dr. Kristina Žagar Soderžnik  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  188 
42.  18824  dr. Kristina Žužek  Materiali  Raziskovalec  2009 - 2014  343 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  85.611 
Povzetek
Predlagani raziskovalni program vsebuje raziskave in razvoj modernih materialov, ki so uporabni v nanotehnologiji. Osnovan je na t.i. "bottom-up" pristopu in je usmerjen v krojenje materialov ter njihovih lastnosti z gradnjo iz elementov na atomarnem nivoju. Tehnološki potencial nanotehnologije izvira iz kompleksnosti materialov, ki je posledica njihove komplicirane kemijske strukture, zmanjšanih dimenzij (tanki filmi, nanožice) in onejenem številu gradnikov (nano klastri). Zato uspešen prehod na področje nanotehnologij zahteva povezavo v interdisciplinarne študije s področja znanosti o materialih, kemije in fizike. Aktivnosti znotraj predlaganega programa obsegajo eksperimentale in teoretične usmerjene raziskave struktur, analizo kemijske sestave na atomarnem nivoju, meritve in izračune fizikalnih lastnosti ter pripravo nanostrukturnih materialov. Poudarek raziskav bo na t.i. nanostrukturnih elementih t.j. strukturnih in kemijskih elementih na nano nivoju z namenom karakterizacije meteriala - nanokristalitov, planarnih napak, amorfnih plasti, mejnih površin, segregatov,.. Glavni cilj programa je iskati povezavo med nanostrukturnimi elementi, strukturo materiala in posledično fizikalnimi lastnostmi le tega. Povdarek bo na naslednjih materialih: intermetalne zlitine redkih zemelj in elementov prehoda z aplikacijo v visokenergijskih trajnih magnetih in materialih za shranjevanje vodika, naravnih in sintetičnih mineralih (amorfni in nanokristalinični prahovi), keramičnih senzorjih, materialih za ekstremne pogoje, SiC, Si3N4, varistorjih (nano amorfne plasti v polikristalinični keramiki), magnetnih tankih filmih, kvazi kristalih, materialih za spintroniko, ZnO, perovskitih in funkiconalno gradientnih materialih. Končni cilj je doseči sposobnost kreiranja kovinskih in keramičnih materialov z odličnimi lastnostmi in sicer z izboljšanjem že obstoječih materialov in tehnologij ali pa z razvojem popolnoma novih materialov oziroma novih (nano)tehnologij.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave Programske skupine »Nanostrukturni materiali« so usmerjene v razvoj in študij tehnološko zanimivih materialov s posebnimi fizikalnimi lastnostmi. Vključujejo modeliranje, pripravo materialov ter preiskave strukture, kemijske sestave in fizikalnih lastnosti keramičnih in kovinskih materialov, intermetalnih zlitin in mineralov. Skupina razpolaga z vrhunsko raziskovalno opremo za pripravo vzorcev, za magnetne in električne meritve in elektronsko mikroskopijo. V okviru evropske mreže odličnosti Complex Metallic Alloys (NoE CMA) smo se poleg ostalih tematik na področju raziskav uspešno vključili v svetovni vrh tudi: i) na področju raziskav kvazikristalov na osnovi titana, ki so obetavni za shranjevanje vodika v stacionarnih aplikacijah, ii) na področju intermetalnih zlitin z magnetokaloričnim učinkom. Na področju intermetalnih zlitin redkih zemelj in elementov prehoda smo dosegli izjemne rezultate v okviru evropskega projekta ROMEO. Razložili smo mehanizem s katerim lahko povečamo koercitivno silo za 30%, ne da bi pri tem opazno znižali remanentno magnetizacijo. Osnovne raziskave v okviru Evropskega fuzijskega programa smo razširili s keramičnih kompozitov še na kompozite z volframom. Osnovne raziskave v okviru mednarodnega projekta Meddelcoat (6. OP, IP-SME) so nas pripeljale do ciljnih lastnosti prevlek na titanovih zlitinah za kostne vsadke. Druga vrste prevleke, namenjena hitrejšemu vraščanju, sestoji iz nanosa poroznega titana (pripravljen v švicarskem podjetju Alhenia), zapolnjenega z bioaktivnim steklom, ki smo ga sintetizirali po sol-gel postopku. Obe prevleki in postopka priprave smo patentno zaščitili. Pri študiju električnih lastnosti BaTiO3 nanopalčk smo poročali o vključevanju posameznih BaTiO3 nanopalčk v preprosta vezja. Električne meritve, opravljene na posameznih BaTiO3 nanopalčkah, so pokazale vrednosti upornosti primerljive z vrednostmi, ki so bile objavljene za BaTiO3, ki vsebuje kisikove vrzeli. Posamezne BaTiO3 nanopalčke smo integrirali v kompleksna vezja s funkcijo nanosenzorjev vlage. Na področju fotovoltaike smo sestavili in testirali DSSC sončne celice. Urejene, navpično orientirane TiO2 nanocevke, smo sintetizirali z anodno oksidacijo elektropolirane titanove folije. S spreminjanjem pogojev anodne oksidacije smo pripravili plasti TiO2 z nanocevkami različnih dimenzij. Tako pripravljene foto-aktivne plasti smo uporabili tako v upogljivih kot tudi v neupogljivih elektrokemijskih sončnih celicah. Preiskovali smo fosforescenčne materiale z izrazito podaljšano sposobnostjo fosforescence. V naši študiji smo se osredotočili na družino stroncij aluminatih faz (SA) dopirane z ioni Eu2+ in Dy3+. Pokazali smo, da dodatno dopiranje teh SA faz z borom bistveno podaljša fosforescenco od trajanja nekaj minut pa do več kot 8 ur. Da bi natančno preiskali kako se elektronska struktura SA faz spreminja z dodajanjem bora smo uporabili metodo spektroskopije na izgubo energije elektrona (EELS). Fino strukturo v EEL spektru smo kvalitativno interpretirali s pomočjo referenčnih faz in potrdili, da se bor v matrično strukturo vgrajuje na intersticijska strukturna mesta, ter je s kisikom trigonalno, BO3, koordiniran.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program je pomemben za razvoj Slovenije ker je primarno usmerjen k ohranjanju in izboljšanju kvalitete življenja. Z razvojem nadomestnih materialov in tehnologij za zamenjavo okolju neprijaznih elementov in postopkov prispevamo k čistejšemu in bolj zdravemu okolju. Na področju visokoenergijskih trajno magnetnih materialov smo udeleženi v štirih velikih evropskih projektih (dva koordiniramo) in preko partnerstva pomembno prispevamo k uspešni proizvodnji dveh slovenskih proizvajalcev magnetov, Kolektor Group in Magneti Ljubljana. Naša skupina sodeluje v projektih EUROFUSION (Horizon 2020), ki se je začel januarja 2014. Z zmanjševanjem dimenzij pričnejo površinsko pogojene lastnosti prevladovati, kar lahko izkoristimo na področju zaznavanja nizkih koncentracij agensov v okolju, hrani ali v telesu. Z raziskavami na področju medicinske uporabe nanodelcev s posebnimi lastnostmi za ciljan prenos zdravilnih učinkovin pomembno prispevamo k hitro rastočemu področju znanosti, ki je predvsem usmerjena v izboljšanje kvalitete življenja bolnikov z rakom. Izjemno hitro razvijajoče se področje znanosti je tudi področje biomaterialov in njihove uporabe v tkivnem inženirstvu, katerega cilj je obnova lastnega tkiva namesto zamenjave z implantati. Na tem področju smo aktivno vključeni v vrhunske raziskave preko evropske mreže COST NAMABIO. Razvijamo tudi druge nanostrukturne materiale za specifične tehnološke aplikacije. 1D nanostrukture za nanosenzorje za merjenje vlage, UV svetlobe in kisika; 2D nanostrukture za fotoanode v DSSC sončnih celicah in v fotokatalitskih (mikro)reaktorjih. Z vnosom 3D nanostruktur v osnovno strukturo termoelektričnih oksidnih materialov izboljšujemo faktor kvalitete termoelektričnih materialov. Funkcionalne lastnosti materialov na osnovi ZnO uspešno usmerjamo v smeri uporabe v energiji, izboljšave kvalitete okolja in življenja (uporaba v prednapetostnih zaščitah, spintroniki, za izdelavo termoelektrikov, za energijske mikro generatorje in senzorje, v fotovoltaiki in v optoelektroniki). Na tem področju ves čas zelo uspešno sodelujemo tudi pri prenosih v proizvodnjo s tovarnama Varsi in Iskra Zaščite. Programska skupina »Nanostrukturni materiali« je povezana v številne mednarodne raziskovalne mreže in tako vidno prispeva k prepoznavanju slovenske znanosti. Skupina je stalno povezana z domačo industrijo ter številnimi drugimi podjetji pri podpori razvojnega dela in proizvodnih procesov z analizami z elektronsko mikroskopijo. Skupina tvorno sodeluje pri izobraževanju dodiplomskih in podiplomskih študentov (mladih raziskovalcev), kar je izjemnega pomena za širitev strokovne in inženirske prakse. Člani programske skupine so aktivno vključeni v študijski program na več izobraževalnih ustanovah. K širjenju znanja skupina prispeva tudi s poljudnimi članki, prispevki na TV ter vodenimi ogledi laboratorijev. V zadnjem letu je sodelavka programske skupine zelo uspešno promovirala predstavitve znanosti in dela znanstvenikov preko vsakomesečnih dogodkov »Znanost na cesti, znanje in ideje na prepihu« http://www.znanostnacesti.si/. Ostali pomembni rezultati raziskav programske skupine za Slovenijo so navedeni in dokumentirani v točki: 7. Najpomembnejši družbeno-ekonomski relevantni dosežki programske skupine.
Avdiovizualni viri (1)
št. Naslov (s povezavo na video) Dogodek Vir
1. Nanostrukturni materiali  Pro(mo)gram - predstavitveni filmi raziskovalnih programov  Video predstavitev raziskovalnega programa 
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno