RAZISKAVE SODOBNIH MATERIALOV - K9
- Raziskave keramike, tankih plasti in nanodelcev
- Sinteza materialov z uporaba reakcije v trdnem, pulznega laserskega nanašanja in hidrotermalne sinteze
- Študij reakcijskih mehanizmov in tehnoloških postopkov
- Določevanje kristalne strukture, kemijske sestave in mikrostrukture
- Načrtovanje materialov za elektroniko, pretvorbo in ohranjanje energije ter medicino
- Meritve funkcionlanih lastnosti sintetiziranih materialov
Vodja odseka
izr. prof. dr. Matjaž Spreitzer, matjaz.spreitzer@ijs.si
Telefon: (01) 477 37 05
Odsečna projektna pisarna
Vesna Butinar, mag. posl. ved, vesna.butinar@ijs.si
Telefon: (01) 477 34 81
Faks: (01) 477 38 75
Delo odseka je usmerjeno v raziskave naprednih funkcionalnih materialov na osnovi natančne kontrole njihove sinteze na atomskem in mikrostrukturnem nivoju. Sinteza materialov predstavljala osrednjo raziskovalno dejavnost in je ključna pri pripravi keramike, plasti in delcev z izbrano kristalno strukturo, kemijsko sestavo in mikrostrukturo. Temelji na poznavanju procesnih parametrov, reakcijskih mehanizmov in tehnoloških postopkov, kar nam posledično omogočalo načrtovanje intrinzičnih lastnosti materialov ter njihovih ekstrinzičnih prispevkov. Poleg tega z strukturiranjem materialov na atomskem nivoju, kot tudi na nivoju mikrometrskih zrn presegamo uveljavljene koncepte sinteze, s čimer poskušamo doseči nove in/ali bistveno izboljšane funkcionalne lastnosti. Z ozirom na zahtevano dimenzionalnost materiale sintetiziramo zlasti z reakcijo v trdnem, uporabljamo pa tudi sodobne metode sintezne iz raztopin in plinske faze, kot sta hidrotermalna sinteza in pulzno lasersko nanašanje. Poteku reakcij, dinamiki kristalizacije in fazi strukturiranja, kakor tudi vpogledu v specifičen funkcionalen odziv materiala, sledimo in situ, ex situ, in operando in in vacuo s sodobnimi metodami analize, kot so napredna elektronska mikroskopija, visokoločljivostna rentgenska difrakcija ter različne spektroskopske tehnike. Tovrstni način dela predstavlja nov, zahtevnejši mejnik v znanosti materialov in je ključen za nadaljnji razvoj človeku in okolju prijaznih izdelkov in nanotehnologij.
Razvito razumevanje sinteznih postopkov uporabljamo za raziskave funkcionalnih materialov za uporabo v elektroniki, pretvorbi in ohranjanju energije ter medicini, s poudarkom na naslednjih interdisciplinarnih raziskovalnih temah:
- funkcionalizacija silicija z oksidnimi materiali,
- načrtovanje tankih plasti za piezoelektrične aplikacije in shranjevanje energije,
- nanodelci in tanke plasti za fotoelektrokemijsko cepitev vode,
- napredni toplotno-izolacijski in gradbeni materiali,
- novi antimikrobni nanomateriali,
- biokompatibilne piezoelektrične plasti za regeneracijo tkiv.