Projekti / Programi
Materiali in tehnologije za izdelavo kemijskih mikrosistemov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.01 |
Tehnika |
Materiali |
Anorganski nekovinski materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T153 |
Tehnološke vede |
Keramični materiali in praški |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Keramični materiali, kemijski mikro sistemi, postopki izdelave, senzorji, aktuatorji, piezoelektrični materiali, kompatibilnost materialov
Raziskovalci (22)
Organizacije (3)
Povzetek
Uporaba keramičnih materialov za izdelavo kemijskim mikro sistemov ima več prednosti pred drugimi materiali, to sta predvsem termična in kemijska stabilnost. Keramika z nizko temperaturo žganja (LTCC) je zelo primerna za izdelavo kompleksnih struktur z integriranimi elementi. Projektna ideja je, uporaba LTCC keramičnih materialov za izdelavo kemijskih mikro sistemov, integracija pasivnimi in aktivnimi elementov v to strukturo, izdelava demostratorja ter testiranje funkcionalnosti. Razvili bomo materiale in postopke za izdelavo pokopanih votlin, kanalov in membran, ki so primerne za potek kemijskih reakcij. Študirali bomo kompatibilnost materialov pri pogojih izdelave in delovanja kemijskega mikro sistema.
Pomen za razvoj znanosti
V okviru projekta smo raziskovali materiale in razvijali postopke za izdelavo kemijskih mikrosistemov narejenih iz keramike z nizko temperaturo žganja (low-temperature cofired ceramics – LTCC). Tu gre za nekonvencionalno uporabo relativno nove tehnologije in materialov, ki ob izkoriščanju komercialnih LTCC in debeloplastnih materialov in nekaterih »doma« razvitih materialov odpirajo velike možnosti za izdelavo različnih tridimenzionalnih keramičnih struktur za različne kemijske reaktorje. Materiali, ki se uporabljajo za izdelavo mikrosistemov so na eni strani izpostavljeni reaktantom oziroma produktom reakcije, po drugi strani pa je važno da so materiali, ki tvorijo sistem in procesi za izdelavo tega sistema med seboj kompatibilni. Raziskovalni rezultati projekta na področju materialov in tehnologij so tudi osnova za nabor teoretičnih in eksperimentalnih podlag za razumevanje, konstruiranje in izdelavo kemičnih in tudi drugih (elektromehanskih, fluidnih, …) keramičnih mikrosistemov. To nas postavlja, na področju materialov in tehnologij za keramične mikrosisteme, med vodilne laboratorije v Evropi (Nemčija, Švica, Poljska, Avstrija) in svetu (ZDA; Brazilija). Projekt je okrepil tudi povezavo med raziskovalno sfero (raziskovalni inštitut, univerza in zasebna raziskovalna organizacija) in industrijo (tri mala oziroma srednje velika podjetja) na področju keramičnih materialov in tehnologij za elektroniko ter za kemijske sisteme. Večina doseženih rezultatov je novih in s tem originalnih prispevkov k stroki in znanosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalno delo na projektu je prispevalo k novim znanjem raziskovalcev iz vseh treh razlikovalnih skupin (Odsek za elektronsko keramiko na Institutu Jožef Stefan, HIPOT-RR in Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo) ter možnost razvoja novih izdelkov v družbah HYB, KEKON in KEKO Oprema, ki so sofinancirale raziskovalni projekt. Razvoj novih izdelkov na osnovi raziskovalnih rezultatov bo povečalo konkurenčnost družb na svetovnem trgu. Hkrati bo omogočil razvoj novih inovativnih izdelkov z višjo dodano vrednostjo. Družba HYB ponuja trgu keramični senzor tlaka za t.i. »wet-wet« aplikacijo. Senzor je narejen na osnovi LTCC tehnologije. Družba KEKON ima izboljšane keramične podlage za večplastne keramične elektronske komponente. Družba KEKO Oprema je razvila steklo-keramični kompozit (keramika z nizko temperaturo žganja (Low Temperature Cofired Ceramics – LTCC), ki je prilagojen za izdelavo 3D keramičnih struktur za MEMS in druge keramične mikrosisteme. Sodelujoča raziskovalna organizacija HIPOT-RR ter vsi trije sofinancerji in uporabniki raziskovalnih rezultatov so mala oziroma srednje velika podjetja v slovenski lasti. Vsi so locirani v Jugovzhodni regiji. Na ta način projekt spodbuja tudi enakomernejši regionalni razvoj republike Slovenije. Ravno tako raziskovalni rezultati in njihova implementacija v industrijskem okolju predstavlja pozitivni vzgled sodelovanja med znanstveno-raziskovalno in podjetniško sfero. Taki pozitivni vzgledi so pomembni za spodbujanje tovrstnega sodelovanja v Sloveniji. Mladi raziskovalec na Odseku za elektronsko keramiko je v letu 2013 doktoriral z disertacijo "Vpliv pogojev priprave na fazno sestavo, strukturo in lastnosti keramike z nizko temperaturo žganja" na Podiplomski šoli Instituta Jožef Stefan. Takoj po zagovoru se je zaposlil v družbi KEKO Oprema, kjer je nadaljeval svoje raziskovalno delo in ga s sodelavci implementiral v izdelek. Člani raziskovalne skupine so navezali nove in obnovili nekatere stare stike z raziskovalnimi institucijami v tujini in v sodelovanju z njimi pripravili nekaj novih raziskovalnih projektov. Reference pridobljene na raziskovalnem projektu so prispevale k uspešnem kandidiranju za projekte iz sklopa ESA PECS, M-ERA-NET, EURIPIDES in bilateralni projekt s Češko Republiko. Širjenje (diseminacija) raziskovalnih rezultatov dviga ugled Slovenskih raziskovalnih institucij v Evropskem raziskovalnem okolju.
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
