Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Karakterizacija in modeliranje nanostrukturnih površin kovinskih materialov

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.04.02  Tehnika  Materiali  Kovinski materiali 

Koda Veda Področje
T150  Tehnološke vede  Tehnologija materialov 

Koda Veda Področje
2.05  Tehniške in tehnološke vede  Materiali 
Ključne besede
karakterizacija, nanostrukturirane površine, monokristali, polikristalni materiali, kovinski materiali, ionski snop, fokusiran, defokusiran, laserski žarek, karakterizacija površin integrirane elektronske spektroskopske analitske tehnike, AES, XPS, FE-SEM, EDS, WDS, EBSD, AFM, modeliranje nanostruktur, teorija gostote funkcij (DFT). nevronske mreže
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (25)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  03975  dr. Igor Belič  Računalniško intenzivne metode in aplikacije  Raziskovalec  2011 - 2014  274 
2.  32178  dr. Predrag Borković  Materiali  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  13 
3.  19165  dr. Marjetka Conradi  Fizika  Raziskovalec  2011 - 2014  158 
4.  15456  dr. Jasna Dolenc Koce  Biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  217 
5.  33470  dr. Barbara Drašler  Biologija  Raziskovalec  2012 - 2014  45 
6.  11155  dr. Damjana Drobne  Biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  865 
7.  21559  dr. Darja Feizpour  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2014  174 
8.  10842  dr. Matjaž Godec  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2014  884 
9.  32545  dr. Matej Hočevar  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2014  154 
10.  05675  dr. Monika Jenko  Nevrobiologija  Vodja  2011 - 2014  843 
11.  31395  dr. Fevzi Kafexhiu  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2014  150 
12.  24380  dr. Blaž Kmetec  Tehnološko usmerjena fizika  Raziskovalec  2011 - 2014 
13.  22454  dr. Tadej Kokalj  Interdisciplinarne raziskave  Raziskovalec  2011 - 2014  76 
14.  12054  dr. Drago Kovačič  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2011 - 2014  129 
15.  26490  dr. Ažbe Križaj  Materiali  Mladi raziskovalec  2011  12 
16.  07642  dr. Vojteh Leskovšek  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2014  359 
17.  08850  dr. Djordje Mandrino  Fizika  Raziskovalec  2011 - 2014  234 
18.  28660  dr. Irena Paulin  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2013  317 
19.  04253  Miroslav Pečar  Elektronske komponente in tehnologije  Tehnični sodelavec  2011 - 2014  16 
20.  12752  dr. Boštjan Podobnik  Fizika  Raziskovalec  2011 - 2014  62 
21.  31396  dr. Besnik Poniku  Materiali  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  29 
22.  33291  dr. Nuša Pukšič  Materiali  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  16 
23.  25498  dr. Barbara Šetina Batič  Materiali  Raziskovalec  2011 - 2014  247 
24.  21898  Bojan Gorazd Zalar  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2011 - 2014 
25.  32177  dr. Borut Žužek  Materiali  Mladi raziskovalec  2011 - 2013  454 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0206  Inštitut za kovinske materiale in tehnologije  Ljubljana  5051622000  6.029 
2.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  66.743 
3.  7741  LPKF LASER & ELECTRONICS d.o.o.  Naklo  5711096  314 
Povzetek
Raziskovalni projekt  Karakterizacija in modeliranje  nanostrukturiranih površin kovinskih mateialov  obravnava   raziskave na širokem področju temeljnih in aplikativnih raziskav kemijskih reakcij in fizikalnih lastnosti nanostrukturiranih površin in mejnih površin kovinskih in kompozitnih materialov.  Obsega študij atomske zgradbe in kemijske sestave površin ter eksperimentalne raziskave lastnosti kovinskih materialov s ciljem razumevanja zveze med strukturo, sestavo in lastnostmi. Bistven cilj raziskav je boljše razumevanje kompleksnih fizikalnih procesov in kemijskih reakcij teh materialov na prostih površinah.  Program dela združuje več raziskovalnih področij, ki jih povezujejo raziskave površin in mejnih površin, nanostrukturirane površine, karakterizacija in modeliranje. Inženirstvo mejnih površin in nanostrukture  obravnava modelne raziskave mehanizma in kinetike C,P,S na osnovnih ravninah monokristalov FeSi in modeliranje nanostrukture z DFT , MonteCarlo in nevronske mreže,  modelne raziskave nanostrukturianja površin z adsorbcijo površinsko aktivnih elementov, pojav facetiranja in modeliranje Modelne raziskave nanostrukturianja površine z defokusiranim  in fokusiranim  ionskim snopom   Študij neomočljivosti tankih plasti pri izdelavi nanostrukturiranih površin s FIB.   Mikro in nanostrukturirane plasti z lasersko ablacijo  z lasersko ablacijo trdne površine. Površino bomo strukturirali z zaporedjem laserskih pulzov tako, da bomo odstranjevali material (s sublimacijo) na trajektoriji laserskega žarka. Nanostrukturiane površine kovinskih materialov in polimerov, PACVD plasti za kontrolo biološkega nalaganja v sladki in morski vodi    Nanostrukturirane površine zaščitene z anorganskimi antibiotiki doktorska naloga Adhezija bakterij na površine je pomemben biološki proces, ki je odvisen od številnih parametrov kot so kemija površin, kemijska sestava, topografija in hrapavost površine. Hrapavost površine igra pomembno vlogo v procesu adhezije, zlasti kadar so nepravilnosti na površini primerljive z velikostjo bakterij in lahko nudijo bakterijam zavetje pred neugodnimi okoljskimi dejavniki. Namen raziskave je preučiti vpliv hrapavosti in topografije površine nerjavnega jekla (avstenitno in duplex) in vzorcev z deponirano tanko plastjo  TiO2 –Ag -Co na adhezijo različnih bakterij.
Pomen za razvoj znanosti
V okviru projekta smo razvili in ali osvojili nove metodologije za karakterizacijo nanostrukturiranih kovinskih materialov in mejnih površin na nano in atomski skali. Na IMT smo razvili eksperimentalno tehniko za meritve ravnotežne segregacije "in situ" in za določanje mehanizma in kinetike segregacije. Pojav facetiranja smo v okviru doktorskega dela Ionsko modificirane površine na nano skali in primerjali s pojavom nastanka riplov pri nižjih temperaturah in z uporabo ionskega snopa. Odprlo se je novo področje raziskav nanostrukturiranja površin z uporabo ionskega snopa, ki je obetaven in cenejši proces kot nanolitografija. V okviru projekta smo s sodelovanjem z argentinsko raziskovalno skupino s prof. Alfredom Juanom z Universidad National del Sur , Bahia Blanca izdelali modelno raziskavo segregacije Se na površini FeSi monokristala (110) ter (001) in (111) z modeliranjem z DFT (Density functional theory) in rezultate objavili v deh člankih, eden pa je v tisku. V doktorski disertaciji Karakterizacija in modeliranje mikrostrukture vzmetnih jekel z uporabo genetskega algoritma je obravnavan nov način modeliranja mikrostrukture kovinskih materialov. Predstavljeno delo je inovativen pristop v smeri nemrežnega modeliranja materialov. V doktorski disertaciji Avtomatska analiza spektrov Augerjevih elektronov smo doseglji zavidljive rezultate na področju avtomatizacije Augerjeve elektronske (AE) spektroskopije. Ključ do avtomatske analize AE spektrov je v odstranitvi šuma in spektralnega ozadja, pri tem pa ne smemo popačiti spektralnih vrhov. Poznano spektralno ozadje odstranimo iz spektra. Iz tako pripravljenega spektra lahko z avtomatsko metodo ugotovimo ali se iskani element v spektru nahaja in koliko ga je. Znižali smo tudi detekcijsko mejo metode AES, kar je izjemen dosežek. Z raziskavami nam je uspelo postaviti temelje za avtomatsko analizo spektrov AE. Rezultati raziskav laserskega strukturiranja kovinskih površin z namenom analize vpliva na njihovo hidrofilnost/hidrofobnost kažejo, da se pri laserskem vrtanju na površini pojavijo drobni izbrizgi taline, ki predstavljajo dodatno mikrostrukturo na površini. Pri mikrostrukturiranih površinah smo opazili superhidrofilne lastnosti, v nasprotju s pričakovanji pa nismo prišli do superhidrofobne površine niti pri uporabi nekaterih hidrofobnih organskih prevlek. Pri laserskem strukturiranju površin smo študirali površine odporne na biološko nalaganje. Reproducirali smo nekaj vzorcev iz narave tudi t.i. sharklet (vzorec podoben koži morskega psa) in nekaj drugih vzorcev, ki smo jih tudi izpostavili bakterijskemu nalaganju in bomo na njih nadaljevali študij biološkega nalaganja. V doktorski disertaciji Vpliv fizikalne in kemijske modifikacije avtenitnega nerjavnega jekla (AISI 316L) na adhezijo bakterij smo raziskali adhezijo bakterij na površino in tvorbo biofilmov na nerjavnem jeklu kar predstavlja kronično vir kontaminacije z mikrobi v medicini in živilski industriji. Število in razporeditev bakterij se je med vzorci razlikovalo. Bakterije se pritrjajo v neposredno bližino že pritrjenih bakterij in tvorijo skupke. Bakterije se pogosteje pritrjujejo v razpoke, praske in druge nepravilnosti na površini, saj jih ščitijo pred neugodnimi dejavniki okolja.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati razvoja novih metodologij in eksperimentalnih tehnik za karakterizacijo kovinskih materialov in kompozitov na atomski skali ter implementacija le teh v slovenski prostor je zelo pomembna tako za razvoj slovenske znanosti in raziskav kot tudi za implementacijo v mala in srednja podjetja ter zavode. Rezultati raziskav bodo vplivali na razvoj novih nanostrukturiranih površin prevlek za preprečevanje biološkega nalaganja, pomembni so za slovensko gospodarstvo, za proizvajalce medicinske opreme in opreme za prehrambno industrijo. Rezultati nanosturkturiranih površin induciranih z adsorpcijo površinsko aktivni elementov so pomembni tako za za podjetje ACRONI, ki je proizvajalec neorientirane elektro pločevine, zlitine FeSi kot tudi za proizvajalce nanastrukturiranih površin z ionskim snopom, mogoče nadomestilo za nanolitografske postopke in za podjetje LPKF, ki lahko v bodoče površino strukturia z ablacijo z laserskim žarkom. Rezultati raziskav karakterizacije in modeliranja kovinskih materialov so pomembni za proizvajalca vzmetnih jekel za izdelavo visokotrdnostnih vzmeti za avtomobilsko industrijo. Posebno pomemben je model prostorske porazdelitve nekovinskih vključkov v vzmetnem jeklu, ki kaže na soodvisnost z mehanskimi lastnostmi.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno