Projekti / Programi
Razvoj magnetnih in prevodnih celuloznih materialov za absorpcijo elektromagnetnega valovanja
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.14.02 |
Tehnika |
Tekstilstvo in usnjarstvo |
Tekstilna kemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T155 |
Tehnološke vede |
Prevleke in površinska obdelava |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.11 |
Tehniške in tehnološke vede |
Druge tehniške in tehnološke vede |
funkcionalizacija z nano delci, aktivacija celuloznih vlaknatih substratov, struktura celuloznih vlaknatih substratov, sinteza magnetnih delcev, disperzije prevodnih delcev, postopki oplaščanja, absorpcija elektromagnetnega valovanja
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
27558 |
dr. Silvo Hribernik |
Tekstilstvo in usnjarstvo |
Vodja |
2011 - 2013 |
297 |
Organizacije (1)
Povzetek
Celuloza je eden najpomembnejših predstavnikov biopolimerov; na voljo je v velikih količinah, ponaša se z dobrimi mehanskimi lastnostmi, visoko stopnjo hidrofilnosti ter je biorazgradljiva. Vendar pa uporabo celuloze na tehničnem področju omejujejo nekatere slabe lastnosti. Kombinacija celuloznega substrata z ustreznimi nano delci predstavlja alternativo klasičnim postopkom apretiranja celuloznih materialov in omogoča izboljšanje njihovih obstoječih ter dodajanje novih funkcionalnih lastnosti. Vključevanje nano delcev v materiale vpliva na izboljšanje mehanskih lastnosti, povišanje elektroprevodnosti, negorljivosti, kemijske aktivnosti in na vrsto drugih lastnosti.
Vlaknate celulozne substrate - regenerirana celulozna vlakna in lesna pulpa - bomo aktivirali s postopki nabrekanja ter zasledovali izboljšanje njihovih absorpcijskih zmogljivosti, z namenom zagotavljanja čim večjega navzemanja raztopin prekurzorjev za nano delce, ki bo posledično zagotavljala visoko vsebnost delcev na površini in v notranjosti vlaken.
Za doseganje magnetnih lastnosti celuloznih vlaken bomo uporabili mehke magnetne delce (mag netit) ter trdne magnetne delce (kobaltov ferit) ter njune kombinacije oz. kompozitne delce. Sistem s celuloznimi vlakni zaradi njihovih lastnosti (termična občutljivost, neobstojnost v kislih medijih, itd.) predstavlja določene omejitve pri sintezi delcev, kar pomeni, da bo v prvi vrsti potrebno modificirati obstoječe postopke so-obarjanja delcev; drugi del raziskave bo tako predstavljal podroben študij sinteze delcev magnetita, kobaltovega ferita ter kompozitnih delcev le-teh, predvsem s stališča kasnejše aplikacije na celulozna vlakna. Modificirani postopki bodo kljub omejitvam morali zagotavljati potrebno velikost, kristalno strukturo, površinsko morfologijo in koloidno stabilnost, tj. parametrov, ki zagotavljajo njihovo optimalno funkcionalnost.
Oplaščanje aktiviranih vlaknatih materialov z nano delci bo potekalo v osnovi na dva načina; in situ sinteza različnih delcev v prisotnosti vlaken ter adsorpcija predhodno sintetiziranih delcev iz stabilnih disperzij. Realni sistemi celuloznih vlaken predstavljajo zelo kompleksno okolje, kar je posledica nehomogenosti samega celuloznega substrata ter sestave reakcijskih sistemov oz. obdelovalnih kopeli, v katerih jih obdelujemo, zato bomo adsorpcijo delcev in posledično oplaščanje študirali na osnovi modelnih celuloznih filmov, prav tako pa tudi in situ sintezo delcev. Uporabili bomo metodo kvarčne mikrotehtnice (QCM), kjer bomo spremljali adsorpcijo disperzij delcev na različno aktivirane modelne celulozne površine, ki bodo predstavljale realne površine. S QCM metodo bomo lahko določili količino adsorbiranih delcev, obliko nastalih plasti (togi ali mehki sloji) ter spremljali plastovito nalaganje.
Uporabne lastnosti kompozitnih vlaken z magnetnimi delci bomo spremljali predvsem z vidika njihovih magnetnih lastnosti (nasičena magnetizacija, remanentna magnetizacija, koercivnost) ter sposobnosti absorbiranja elektromagnetnega valovanja.
Pomen za razvoj znanosti
Podoktorski projekt Razvoj magnetnih in prevodnih celuloznih materialov za absorpcijo elektromagnetnega valovanja in rezultati, ki izhajajo iz raziskave predstavljajo nov prispevek na področju razvoja tehničnih polimernih materialov. Kombinacija celuloznega substrata s funkcionalnimi magnetnimi nano delci predstavlja nov pristop k funkcionalizaciji biorazgradljivih in biokompatibilnih materialov z namenom izdelave inteligentnih tehničnih tekstilij. Rezultati študija aktivacije celuloznih vlaken za optimalno oplaščanje njihovih površin z nano delci in tvorbo le-teh tudi v notranjosti vlaken predstavljajo nova spoznanja glede nukleacije delcev na trdni površini, še posebej s stališča vpliva modificirane nadmolekulske strukture in površinske morfologije vlaken.
Pomen za razvoj Slovenije
Novi kompozitni produkti, še posebej takšni, za katere kot nosilni substrat uporabljamo biorazgradljive in obnovljive materiale, npr. celuloza, predstavljajo zelo pomembno skupino inteligentnih tehničnih materialov, z velikim komercialnim potencialom na trgu. Končni produkt podoktorskega projekta izkazuje visoko aplikativno uporabnost, saj združuje cenovno ugoden obnovljiv material z visoko funkcionalno anorgansko komponento in je kot tak uporaben za nadaljnji razvoj visoko tehnoloških izdelkov z dodano vrednostjo. Razvoj in proizvodnja takšnih produktov bo zagotavljala odpiranja novih delovnih mest in pozicioniranje Slovenije in njenega gospodarstva kot konkurenčnega in tehnološko naprednega.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
