Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Nanostrukturni materiali

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.04.00  Tehnika  Materiali   

Koda Veda Področje
P260  Naravoslovno-matematične vede  Kondenzirane snovi: elektronska struktura, električne, magnetne in optične lstnosti, supraprevodniki, magnetna rezonanca, relaksacija, spektroskopija 

Koda Veda Področje
2.05  Tehniške in tehnološke vede  Materiali 
Ključne besede
kvazikristali, analitska elektronska mikroskopija, modeliranje, funkcionalno gradientni materiali, fuzija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (49)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  35460  dr. Anže Abram  Materiali  Mladi raziskovalec  2015 - 2016  104 
2.  37785  dr. Bojan Ambrožič  Materiali  Tehnični sodelavec  2015 - 2018  111 
3.  34424  dr. Muhammad Shahid Arshad  Materiali  Mladi raziskovalec  2015  63 
4.  06627  dr. Slavko Bernik  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  629 
5.  03937  dr. Miran Čeh  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  655 
6.  19029  dr. Nina Daneu  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2018  428 
7.  52042  Dijana Đeorđić  Materiali  Mladi raziskovalec  2018 
8.  34433  dr. Sandra Drev  Geologija  Mladi raziskovalec  2015 - 2017  123 
9.  28476  dr. Nataša Drnovšek  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2017  87 
10.  38344  dr. Jean-Marie Dubois  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  313 
11.  26081  dr. Jana Ferčič  Materiali  Tehnični sodelavec  2015 - 2016  61 
12.  33331  dr. Ana Gantar  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2017  45 
13.  05216  Medeja Gec    Tehnični sodelavec  2015  42 
14.  30874  dr. Aljaž Iveković  Materiali  Raziskovalec  2015  128 
15.  33403  dr. Petra Jenuš Belec  Materiali  Raziskovalec  2015  157 
16.  33319  dr. Marja Jerič  Materiali  Mladi raziskovalec  2015 - 2016  27 
17.  36330  dr. Vanja Jordan  Kemija  Raziskovalec  2015 - 2019  18 
18.  38345  Luka Kelhar    Tehnični sodelavec  2015 - 2018  30 
19.  04355  dr. Spomenka Kobe  Materiali  Vodja  2015 - 2019  767 
20.  36334  dr. Rok Kocen  Električne naprave  Raziskovalec  2015 - 2017  32 
21.  15654  dr. Matej Andrej Komelj  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  176 
22.  50496  dr. Anja Korent  Materiali  Mladi raziskovalec  2017 - 2019  45 
23.  50501  dr. Matic Korent  Materiali  Mladi raziskovalec  2017 - 2019  25 
24.  35589  dr. Nina Kostevšek  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2018  116 
25.  34442  dr. Mateja Košir  Materiali  Mladi raziskovalec  2015 - 2016  72 
26.  52208  Monika Kušter  Materiali  Tehnični sodelavec  2018 - 2019  39 
27.  34138  dr. Martina Lorenzetti  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2016  54 
28.  50904  dr. Živa Marinko  Materiali  Tehnični sodelavec  2017 - 2019  41 
29.  04292  dr. Saša Novak Krmpotič  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2017  669 
30.  32161  dr. Darja Pečko  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2016  49 
31.  27843  dr. Matejka Podlogar  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  287 
32.  24982  dr. Benjamin Podmiljšak  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  96 
33.  31815  dr. Mojca Presečnik  Materiali  Mladi raziskovalec  2015  26 
34.  53417  Tina Radošević    Tehnični sodelavec  2019  80 
35.  10083  dr. Aleksander Rečnik  Kemija  Raziskovalec  2015 - 2019  651 
36.  33965  dr. Rok Rudež  Materiali  Mladi raziskovalec  2015  22 
37.  15597  dr. Zoran Samardžija  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  583 
38.  32166  dr. Marko Soderžnik  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  111 
39.  34453  dr. Nadežda Stanković  Geologija  Mladi raziskovalec  2015  24 
40.  37792  dr. Luka Suhadolnik  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  79 
41.  19030  dr. Sašo Šturm  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  661 
42.  37484  dr. Sara Tominc  Materiali  Mladi raziskovalec  2015 - 2019  32 
43.  37819  dr. Tomaž Tomše  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  56 
44.  37049  Martin Topole  Materiali  Tehnični sodelavec  2015 - 2016  22 
45.  38204  dr. Špela Trafela  Materiali  Mladi raziskovalec  2015 - 2019  74 
46.  50690  dr. Xuan Xu  Materiali  Tehnični sodelavec  2019  31 
47.  33329  dr. Janez Zavašnik  Kemija  Raziskovalec  2018 - 2019  302 
48.  28491  dr. Kristina Žagar Soderžnik  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  211 
49.  18824  dr. Kristina Žužek  Materiali  Raziskovalec  2015 - 2019  365 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.908 
Povzetek
Predlagani raziskovalni program ohranja vsebinsko usmeritev v raziskave in razvoj novih in izboljšanih materialov za uporabo v energetiki, biomedicini in elektroniki, pa tudi raziskovalne metode, ki bodo temeljile na modeliranju, sodobnih metodah procesiranja, študiju naravnih procesov in analizi mikrostrukture naravnih in sintetičnih materialov. Program ohranja strukturiranost z delitvijo raziskav na tri glavne skupine materialov: kovine in intermetalne zlitine za najbolj napredna in aktualna področja uporabe v elektroniki, biomedicini in okolju prijaznih tehnologijah; keramični materiali in kompoziti za uporabo v elektroniki, biomedicini in v ekstremnih razmerah; naravni in sintetični minerali za študij fenomenov rasti monokristalnih sistemov. Del raziskovalne vsebine bo obsegal raziskave strukture, kemijske sestave in specifičnih fizikalnih lastnosti nanostrukturnih materialov v različnih pojavnih oblikah (1D, 2D, 3D). Na osnovi pridobljenih rezultatov bomo razvijali materiale za specifične aplikacije. Širše področje materialov za uporabo v energetiki zajema dve osnovni skupini: intermetalne zlitine in keramične materiale. Na področju intermetalnih zlitin bomo nadaljevali dosedanje uspešne raziskave trajnih magnetov in magnetokaloričnih materialov. Osnovne raziskave intermetalnih zlitin vključujejo tudi kvazikristale; v okviru skupne raziskave z Institut Jean Lamour, Nancy (Mednarodni združeni laboratorij - LIA PACS2) bomo študirali osnovne karakteristike novih materialov v viziji uporabnosti njihovih odličnih površinskih lastnosti. Druga skupina materialov za energetiko je namenjena uporabi v bodočih fuzijskih reaktorjih, kjer zelo uspešno sodelujemo že 10 let. V širše področje raziskav materialov za uporabo v medicini, ki prav tako zajema tako kovinske zlitine kot keramične materiale, se vključujemo z razvojem vsadkov in ogrodij za regeneracijo trdih in mehkih tkiv ter nanodelcev za ciljan prenos zdravilnih učinkovin. Ciljana dostava in izločanje nanodelcev bosta doseženi z biosenzorji na osnovi urejenih nanožic z visoko specifično površino ter z več segmentno strukturo sestavljeno iz magnetnih in optičnih segmentov na nm nivoju. Tretje obsežno področje naših raziskav je usmerjeno k materialom za uporabo v elektroniki, in sicer na področju energetike, okolja in izboljšanja kvalitete življenja. Osnovni del našega raziskovalnega programa se v veliki meri posveča raziskavam strukturnih fenomenov v naravnih mineralih v povezavi z njihovim vplivom na rast kristalov, ki sinergijsko povezuje predlagane raziskovalne tematike in dejavnosti skupine. V to dejavnost uvrščamo tudi uvajanje in razvoj različnih metod elektronske mikroskopije. Pomemben del naših raziskav je podprtih z modeliranjem kot podpori eksperimentalnih dejavnosti. Predlagani program zajema najnaprednejše raziskave, ki bodo v področje novih tehnologij in materialov bodočnosti pritegnile mlajšo generacijo znanstvenikov in promovirale slovensko in evropsko znanost v prednostni položaj.
Pomen za razvoj znanosti
Poznavanje zakonitosti med strukturo in kemijsko sestavo nanostruktur na nano- in atomarnem nivoju s posledičnimi fizikalnimi lastnostmi je pomembno za razvoj znanosti in predpogoj za razvoj nanostruktur za nove tehnološke aplikacije. Koncept kemijsko induciranih faznih transformacij v kristaliničnih snoveh je inovativen pristop k razumevanju atomarnih principov faznih transformacij in z njimi povezane rasti kristalov, pri čemer je naša skupina ena vodilnih v svetu. Te raziskave predstavljajo temeljni prispevek k osnovnemu znanju s področja termodinamike in kinetike procesov med nukleacijo kristalov na atomarnem nivoju, ki ni pomemben le za razumevanje procesov kristalizacije, ampak ponuja tudi izjemne možnosti na področju razvoja novih funkcionalnih materialov z zanimivimi fizikalnimi lastnostmi. Vsak del predlaganega raziskovalnega programa pomeni specifičen prispevek k razvoju znanosti na področju materialov za energijo, medicino, okolje in višji kvaliteti življenja. Povezava med magnetokristalno anizotropijo in koercitivnostjo pomeni eno od najbolj pomembnih, vendar najmanj razumljenih lastnosti trajnih magnetov. Končno razumevanje povezave med mikrostrukturo in končnimi lastnostmi visokoenergijskih magnetov bi pomenilo ne le izjemen znanstveni doprinos temveč bi imelo tudi ogromen vpliv na energijo in okolje; najpomembnejša uporaba močno izboljšanih trajnih magnetov je v električnih in hibridnih avtomobilih ter vetrnih elektrarnah. Najdba primernega materiala, ki bi zamenjal zelo drag Gd, bi pomagala inženirjem izdelati magnetni hladilnik. Prav tako bo raziskava pripomogla boljšemu razumevanju razlik, ki nastopijo pri direktni in indirektni meritvi ?Tad in pri bolj natančnem izračunu na osnovi indirektnih meritev. Razvoj novih magneto-optičnih inovativnih tehnologij, bo omogočil začetek novega raziskovalnega področja t.i. materialov za zdravje in okolje, kar bo vodilo v nov val vrhunskih raziskav v Sloveniji in v EU. Raziskave novih, izboljšanih, postopkov priprave strukturnih materialov vodijo po eni strani v postopen napredek razvoja materialov, ki so nujni za pridobivanje električne energije v fuzijskih reaktorjih, hkrati pa pridobljena znanja prispevajo k nadaljnjemu izboljšanju ali razvoju novih materialov za uporabo v strojništvu, elektrotehniki itd. Znanja, pridobljena v okviru raziskav biorazgradljivih kompozitov, bodo prispevala k hitrejšemu razvoju in implementacije tkivnega inženirstva. Raziskave na področju ZnO keramike bodo prispevale k celovitemu razumevanju vpliva različnih postopkov priprave in dopantov kot so oksidi Ag, In, Ga, Fe, Co, Al, Y, Nd, Bi, Ce, Mn, Nb in drugi na naravo mej med zrni, koncentracijo nosilcev naboja in strukturne defekte, ki vplivajo na električno in termično prevodnost, kar vse je pomembno za izboljšanje lastnosti materialov za različne energijske, senzorske in optoelektronske naprave. Primarni pomen modeliranja je podpora eksperimentalnih dejavnosti. Novi materiali z novimi lastnostmi so v prvi vrsti pomembni za napredek tehnologije, prispevajo pa tudi k globljemu razumevanju zakonov, ki jih je potrebno upoštevati pri snovanju in omogočajo ali preprečujejo določene lastnosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagani raziskovalni program je primarno usmerjen k ohranjanju in izboljšanju kvalitete življenja. Z razvojem nadomestnih materialov in tehnologij za zamenjavo okolju neprijaznih elementov in postopkov bomo prispevali k čistejšemu in bolj zdravemu okolju. Z naraščajočim zavedanjem energetske problematike in problema varovanja okolja je velik izziv za raziskovalno skupino v iskanju in razvoju novih in izboljšanih materialov in tehnologij, ki bodo usmerjene k zmanjševanju porabe energije (n.pr. raziskave in razvoj visokoenergijskih trajnih magnetov za uporabo v električnih in hibridnih vozilih ter vetrnih elektrarnah, materiali z visokim magnetokaloričnim učinkom za magnetno hlajenje); hitrejši razvoj čistih, varnih in zanesljivih virov energije (n.pr. fuzija). Na področju visokoenergijskih trajno magnetnih materialov smo udeleženi v treh velikih evropskih projektih (dva koordiniramo) in preko partnerstva pomembno prispevamo k uspešni proizvodnji dveh slovenskih proizvajalcev magnetov, Kolektor Group in Magneti Ljubljana. Naša skupina bo v naslednjih 5 letih v okviru projekta EUROFUSION (Horizon 2020), ki se je začel januarja 2014, sodelovala v dveh podprojektih. Z zmanjševanjem dimenzij pričnejo površinsko pogojene lastnosti prevladovati, kar lahko izkoristimo na področju zaznavanja nizkih koncentracij agensov v okolju, hrani ali v telesu. Z nadaljevanjem raziskav na področju medicinske uporabe nanodelcev s posebnimi lastnostmi za ciljan prenos zdravilnih učinkovin bomo pomembno prispevali k hitro rastočemu področju znanosti, ki je predvsem usmerjena v izboljšanje kvalitete življenja bolnikov z rakom. Izjemno hitro razvijajoče se področje znanosti je tudi področje biomaterialov in njihove uporabe v tkivnem inženirstvu, katerega cilj je obnova lastnega tkiva namesto zamenjave z implantati. Na tem področju smo aktivno vključeni v vrhunske raziskave preko evropske mreže COST NAMABIO. Nadaljevali bomo z razvojem tudi drugih nanostrukturnih materialov za specifične tehnološke aplikacije. 1D nanostrukture za nanosenzorje za merjenje vlage, UV svetlobe in kisika; 2D nanostrukture za fotoanode v DSSC sončnih celicah in v fotokatalitskih (mikro)reaktorjih. Z vnosom 3D nanostruktur v osnovno strukturo termoelektričnih oksidnih materialov pa bomo izboljšali faktor kvalitete termoelektričnih materialov. Funkcionalne lastnosti materialov na osnovi ZnO bomo še naprej uspešno usmerjali v smeri uporabe v energiji, izboljšave kvalitete okolja in življenja. Nadaljevali bomo z raziskavami za njihovo uporabo v prednapetostnih zaščitah, spintroniki, za izdelavo termoelektrikov, za energijske mikro generatorje in senzorje, v fotovoltaiki in v optoelektroniki. Na tem področju ves čas zelo uspešno sodelujemo tudi pri prenosih v proizvodnjo s tovarnama Varsi in Iskra Zaščite. Raziskave mineralov ne bodo samo pomagale pri razumevanju osnovnih principov kristalov, temveč bodo tudi v bodoče prispevale k ohranjanju slovenskega naravnega bogastva na področju mineralogije v obliki zbirk in tiskanih publikacij, dostopnih širši javnosti.  Čeprav bomo razvijali in uporabljali napredne tehnologije za izdelavo novih in izboljšanih materialov, se bomo prednostno osredotočili na tehnologije z visokim potencialom prenosa v proizvodnjo in bomo poleg že obstoječih industrijskih partnerjev iskali tudi nove. Programska skupina »Nanostrukturni materiali« je povezana v številne mednarodne raziskovalne mreže in tako vidno prispeva k prepoznavanju slovenske znanosti. Poleg sodelovanja v mnogih mednarodnih projektih je skupina stalno povezana z domačo industrijo n.pr. Varsi, Iskra Zaščite Ljubljana, Kolektor Group, Magneti Ljubljana, Cinkarna Celje, CDT-R d.o.o., Kropa ter številnimi drugimi podjetji tudi pri podpori razvojnega dela in proizvodnih procesov z analizami z elektronsko mikroskopijo. Skupina tvorno sodeluje pri izobraževanju dodiplomskih in podiplomskih študentov (mladih raziskovalcev), kar je izjemnega pomena za širitev strokovne in inženirske prak
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2015, vmesno poročilo, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2015, vmesno poročilo, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno