Projekti / Programi
Nanostrukture in njihovi kompoziti za zaznavanje nevarnih molekul v plinskem stanju
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.09.00 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T152 |
Tehnološke vede |
Kompozitni materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Nanotehnologija, nano-kompoziti, detektorji plina, nevarne plinske molekule
Raziskovalci (12)
Organizacije (3)
Povzetek
Predloženi projekt zaobsega raziskave 2D in 1D nanostruktur za zaznavo posebnih toksičnih in karcinogenih molekul, ki so pomembne v industrijski proizvodnji in kontroli kvalitete hrane. Raziskave so usmerjene v razvoj nove generacije cenovno ugodnih plinskih senzorjev, ki temeljijo na navpično poravnanih nanozidovih grafena ali povezanih mrežah ogljikovih nanocevk ali/in nanožic kovinskih oksidov. Uporabljene nanostrukture bodo večinoma sintetizirane s plazmami. Sintetizirane nanostrukture bomo nadgradili z vezavo različnih nanodelcev in polimerov ali vezavo v polimerno matriko. S tem želimo izboljšati občutljivost na posamezne pline. Zaznavo in selektivnost za plinske molekule bomo povečali tudi s substitucijami atomo-po-atom v kristalnih mrežah nanostruktur s pomočjo plazemskih površinskih procesov. Tako pripravljene strukture in detekcijske elemente bomo uporabili za detekcijo ogljikovodikovih molekul od heksana do dodekana (pa tudi toluena) in polarnih molekul DMF (Dimetil formamida), HMPA (Heksametil fosfor-amida) in DMSO (Dimetil žveplov-oksida), akrilamida in različnih aminov. Določili bomo osnovne mehanizme za zaznavo molekul in razvili nove senzorje na osnovi meritev električnih karakteristik ali barvnih senzorskih talonov.
Pomen za razvoj znanosti
Projekt obravnava razvoj cenovno ugodnih plinskih senzorjev za zaznavo nevarnih plinov, ki so zelo strupeni in karcinogeni. Primarni cilj je na zaznavo strupenih substanc, ki se veliko uporabljajo v industriji (DMF, DMSO, HMPA, ipd.) in tistih, ki se nahajajo v hrani predvsem pri staranju. Tako obravnavamo senzorje, ki bi zaznali kvaliteto hrane in zraka za potrošnike ali zaposlene v industrijski proizvodnji, kjer jim je ogroženo zdravje. Danes je za zaznavo in kontrolo teh substanc potrebna uporaba relativno dragih in ne lahko dostopnih metod. V raziskavah se opiramo na nove 2D vertikalno orientirane strukture grafena in plazemsko sintetizirane nanožice, ki se jih vgradi v detekcijske elemente. Velik napredek na področju zaznavanja molekul je obrazložitev kako rob 2D struktur vpliva na zaznavne lastnosti in selektivnost za ciljne strupene molekule. Podobno pa je mogoče razlikovati ciljane molekule tudi s spreminjanjem kristaliničnosti nanostrukture ali preko funkcionalizacije polimerov. Pri tem nam uporaba plazemske obdelave površine omogoča takšne spremembe. V projektu smo združili tudi različne nanomateriale v hibridne strukture, ki so omogočile še izboljšano zaznavo plinskih molekul in celo molekul v tekočinah. Vse študije spadajo med vodilne smeri znanstvenih raziskav elementov za zaznavo plinov. Še več, za mnoge izmed izbranih plinov ne obstajajo učinkoviti plinski senzorji ali pa takih senzorjev še ni.
Pomen za razvoj Slovenije
Projekt je izjemnega pomena za Slovenijo saj gre za razvoj novih produktov in tehnologij, ki spadajo med nove visoko-tehnološke produkte. Projekt se ukvarja z razvojem cenovno ugodnih plinskih senzorjev za zaznavo nevarnih plinov, ki so strupeni in karcinogeni. S tem želimo zaščititi tako potrošnike z varno prehrano kot tudi zagotoviti zdravo delovno okolje. Ta segment senzorjev ponuja rešitve brez uporabe zahtevnih metod in protokolov za analizo ciljanih nevarnih organskih molekul, ki so prisotne v našem vsakdanjem življenju in nas lahko ogrožajo. Razvoj takšnih senzorjev bi tako lahko našel svoje mesto v bodočnosti v naših domovih, avtu, delovnem okolju in kontroli hrane.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
