Projekti / Programi
Sodobni anorganski materiali in nanotehnologije
01. januar 2009
- 31. december 2014
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T153 |
Tehnološke vede |
Keramični materiali in praški |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
sodobni materiali, anorganski materiali, fazna ravnovesja, nove spojine, kristalne strukture, procesiranje, razvoj mikrostrukture, meje med zrni, intrinsične lastnosti, amorfni materiali, nukleacija, kristalizacija, električne, mehanske in optične lastnosti, nanodelci, nanotehnologije nanoprahovi, nanocevke, nanožičke, tanki filmi, prevleke
Raziskovalci (25)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
88.096 |
Povzetek
Raziskovalni program skupine je usmerjen v razumevanje osnovnih pojavov, ki določajo lastnosti in s tem uporabnost sodobnih materialov. Osnovna teza, ki usmerja program raziskav je, da kemijske reakcije, ki potekajo med procesiranjem materialov, odločilno vplivajo na nastanek faz v materialu, na njihove strukturne značilnosti ter na rezultirajoče lastnosti. Zato je osnovni del raziskovalnega programa zasnovan na določevanju večkomponentnih faznih diagromov, identifikaciji novih spojin ter določanju njihove sestave in strukture, na študiju transportnih pojavov, kot so mehanizem in kinetika zgoščevanja, razvoj mikrostrukture, tvorba in ravnotežje defektov v strukturi, na analizi značilnosti mej med zrni ter raziskovanju procesov nastanka stekel, analizi procesov razmešanja, nukleacije in kristalizacije. Naštete osnovne fenomene raziskujejo člani skupine pri razvoju različnih vrst sodobnih materialov. Raziskovalni program Skupine za raziskave sodobnih materialov za naslednje 5-letno obdobje je glede na vrste materialov in pričakovane rezultate razdeljen v nekaj osnovnih vsebinskih področij:
1. področje raziskav materialov, ki izkazujejo posebne električne lastnosti,
2. področje raziskav sodobnih metod procesiranja,
3. področje raziskav sinteze in lastnosti nano-strukturiranih anorganskih materialov, ter
4. področje raziskav steklastih materialov.
Pomen za razvoj znanosti
Znanstvena vsebina predlaganega raziskovalnega programa je zasnovana tako, da je po znanstveni vsebini originalna in mednarodno primerljiva, saj vodi do novih, originalnih, znanstvenih spoznanj s področja raziskav novih materialov. Vsebinsko posega na mednarodno prioritetna področja raziskav, to je raziskave in razvoj novih materialov ter raziskave nanomaterialov in nanotehnologij. Upoštevana je tudi ekološka komponenta ter raziskovanje človeku prijaznih tehnologij, saj raziskovani materiali ne bodo vsebovali svinčevih komponent, v sinteznem delu pa bomo pretežno uporabili vodne raztopine. Pričakujemo, da bodo pridobljena nova spoznanja tudi v mednarodnem okolju pomembno prispevala k razvoju, razumevanju in izkoriščanju novih materialov ter širila nova originalna znanstvena spoznanja na področjih telekomunikacijske in informacijske tehnologije in nano-znanosti. Vsa navedena raziskovalna področja so tudi prioritetna v raziskovalnih usmeritvah Evropske unije in v raziskovalno-razvojno najrazvitejših državah. V preteklem 5-letnem obdobju so bili rezultati opravljenih raziskav v mednarodnem merilu priznani kot originalni in pomembni za razvoj znanosti in novih izdelkov. Programska skupina se zato danes uvršča med vodilne na področju raziskav keramičnih dielektrikov, predvsem tistih, ki so uporabni v GHZ frekvenčnem področju, pomembnem za brezžični prenos zvoka in slike. Na področju raziskav materialov za LTCC tehnologije pa smo med prvimi pričeli z raziskavami sodobnih materialov, ki ne vsebujejo stekel. Pričakujemo, da bodo tudi predlagane raziskave v mednarodnem merilu pomembno doprinesle k nadaljnji znanstveni uveljavitvi skupine. Nova spoznanja bodo prispevala k razvoju, razumevanju in izkoriščanju novih materialov, saj so raziskave po vsebini in izvedbi zasnovane tako, da vodijo do novih odkritij o strukturi in lastnosti materialov, pri čemer posebno pozornost posvečamo raziskavam kompozitnih materialov in novo razvitim nano-materialom s posebnimi elektronskimi lastnostmi. Predlagane raziskave bodo omogočile tudi širjenje mednarodnega sodelovanja, saj so delno že vključene v tekoče mednarodne projekte z ZDA, Finsko, Švedsko, Francijo in tekoče projekte EU, pričakujemo pa tudi nadaljnje povečanje mednarodnega sodelovanja. Predlagane raziskave bodo vodile do nadaljnje mednarodne znanstvene uveljavitve skupine. V preteklem programskem obdobju so člani raziskovalne skupine prispevali 61 originalnih znanstvenih publikacij, izkazujejo pa tudi kontinuirano rast citiranosti. Prav tako so predstavili več kot 40 vabljenih predavanj (8 plenarnih) na najbolj priznanih mednarodnih konferencah. Posebno pomembnih je tudi 8 podeljenih mednarodnih patentov, ki so rezultat intenzivnega sodelovanja s slovenskimi in tujimi industrijskimi partnerji. Predlagani raziskovalni program je pomemben tudi za vzgojo novih strokovnjakov, saj sodelavci programske skupine redno sodelujejo v pedagoškem procesu ljubljanske Univerze (FKKT in FMF) in Mednarodne podiplomske šole Jozefa Stefana. V preteklem 5-letnem obdobju se je programski skupini pridružilo tudi 7 mladih raziskovalcev, ki v rednem roku končujejo svoje podiplomsko izobraževanje. Člani programske skupine so zelo aktivni v organizaciji mednarodnih znanstvenih srečanj. Tako smo 2005. leta v Portorožu organizirali največjo evropsko konferenco s področja keramike, IXth European Ceramic Society Meeting. Vsako leto sodelujemo v organizaciji Simpozija o dielektrični keramiki v okviru letnega srečanja ameriškega keramičnega društva. Pomemben je tudi organizacijski prispevek v konferenci Microwave Materials and Their Applications, ki smo jo leta 2000 prvič organizirali na Bledu. Letno člani programske skupine sodelujejo pri organizaciji vsaj 10 mednarodnih konferenc, aktivni pa so tudi kot recenzenti v najbolj priznanih mednarodnih revijah s področja materialov in nanotehnologij.
Pomen za razvoj Slovenije
V predloženem raziskovalnem programu se prepletajo temeljne usmerjene in aplikativne raziskave. Področje raziskav posega v zahtevne tehnologije in proizvodne procese, za katere je značilno, da jih lahko izvajamo le ob visokem nivoju strokovnega znanja. Raziskovalni program je zasnovan tako, da bo ob originalnih znanstvenih spoznanjih omogočil pridobitev znanja, ki je pomembno za razvoj novih materialov in tehnologij, za katere bo značilna visoka stopnja inovativnosti in znanja ter dodane vrednosti na enoto izdelka. S tem bomo prispevali k zmanjševanju slovenske tehnološke in tehnične odvisnosti od bolj razvitih držav. Uvajanje novih izdelkov in tehnologij z visokim deležem domačega znanja s področja raziskav novih materialov, kar je prioritetna naloga vseh tehnološko razvitih držav, bo povečalo mednarodno konkurenčnost domače industrije. Sodelovanje s tujimi industrijskimi partnerji omogoča tudi uspešno vključevanje slovenskih industrijskih partnerjev v skupne raziskovalne projekte, s tem pa tudi njeno intenzivnejše povezovanje ter skupen nastop na mednarodnem trgu. Za vsak segment predlaganih raziskav že obstoja interes domačih in tujih industrijskih partnerjev, ki se bodo v izvajanje programa tudi aktivno vključevali. Potencialno pomeni takšen interes tudi širjenje proizvodnje z uvajanjem novih izdelkov in novih tehnologij, s tem pa tudi možnost povečevanja števila zaposlenih. Realizacija predloženega raziskovalnega programa bo omogočila tudi pridobitev takšnih znanj, ki bodo učinkovito doprinesla k načrtovanju ekoloških proizvodnih procesov ter človeku prijaznih izdelkov. Ker se slovenski industrijski partnerji nahajajo v različnih slovenskih regijah (Ljubljana, KEKOn, Varicon in KEKO-Oprema - Žužemberk, Gorenje-Velenje, Termo Knauf-Škofja Loka, ETA-Cerkno, Novoterm Pfleidere-Novo Mesto, Steklarna Hrastnik, Steklarna-Rogaška Slatina, Impol-Slovenska Bistrica, Trimo-Trebnje), je izvajanje predlaganega raziskovalnega programa pomembno tudi za regijski razvoj industrije v Sloveniji. Glede na vsebino predlaganih raziskav so za industrijske partnerje pomembne predvsem na področjih ekonomske kompetitivnosti in energijskega varčevanja, vpeljujejo pa tudi okolju prijaznejše izdelke in tehnologije. Realizacija predloženega raziskovalnega programa je pomembna ne le za posamezne industrijske partnerje, temveč na področju razvoja novih elektronskih komponent za celotno slovensko industrijsko panogo. Prav tako so raziskave mineralnih in steklenih vlaken ter stekel pomembne za celotno panogo, istočasno pa tudi za vse slovenske industrijske partnerje s tega proizvodnega področja. Pričakovani rezultati pa so pomembni tudi zato, ker bodo pospeševali interes za nastanek manjših, spin-off podjetij z visoko zahtevno tehnologijo in velikim deležem dodanega znanja. Ker predlagani raziskovalni program temelji na znanstveni vsebini, ki je prioritetno uvrščena v raziskovalnih smernicah vseh tehnološko razvitih držav, bo prenos pridobljenega znanja v proces izobraževanja pomembno prispeval tudi k ustvarjanju uporabnega znanja, pomembnega za slovenske in tuje industrijske partnerje. V preteklem programskem obdobju so se v okviru programske skupine že uspešno na podiplomski študiju izobraževali 4 strokovnjaki iz industrije: 1 iz Steklarne Rogaška Slatina, 2 iz Gorenja ter 1 iz Trima Trebnje, v izvajanje sedanjega projekta pa sta že vključena 2 sodelavca Gorenja. V preteklem 5-letnem programskem obdobju je raziskovalna skupina izvajala skupne raziskovalne projekte z naslednjimi slovenskimi in tujimi industrijskimi partnerji: KEKOn, Žužemberk, Varicon, Žužemberk, KEKO-Oprema - Žužemberk, Gorenje-Velenje, Termo Knauf-Škofja Loka, ETA-Cerkno, Novoterm Pfleidere-Novo Mesto, Steklarna Hrastnik, Steklarna-Rogaška Slatina, Impol-Slovenska Bistrica, Trimo, Trebnje in EPCOS, Deutsclandsberg, Avstrija (več kot 10 let sodelovanja), Heraklith, Fürnitz, Avstrija, Paroc, Finska in Gamma Mecanica, Bibbiano, Italija.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
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
