| teema: | Aineosakeste vaheliste vastasmõjude selgitamine multifunktsionaalsete (tööstus-) materjalide väljatöötamiseks. |
|---|---|
| tunnusnumber: | ETF6660 |
| projekti tüüp: | Eesti Teadusfondi grant |
| erialad: |
2.2. Materjaliteadus |
| seisund: | käimasolev |
| asutus: | TÜ Füüsika Instituut |
| projekti juht: | Ants Lõhmus |
| kestus: | 01.01.2006 - 31.12.2009 |
| kirjeldus: | Projektis selgitatakse alus- ja rakendusuuringute abil mitmesuguste keemiliste sidemete ja füüsikaliste vastasmõjude olemust materjalides mikro- ja nanoosakeste tasemel. Saadud teabele toetudes katsetatakse mitmeid uusi tehnoloogiaid vastavatele materjalidele funktsionaalsuse andmiseks ja nende rakendusliku väärtuse tõstmiseks. Töö eesmärkideks on: * selgitada materjalide multifunktsionaalsuse astet määravate erinevate keemiliste ja füüsikaliste vastasmõjude olemust; * luua esmased sool-geel meetodil baseeruvad tehnoloogiad, mis võimaldaks tõsta nanomaterjalide multifunktsionaalsuse astet (tundlikus väliste väljade, atmosfääri, elektrivoolu jne suhtes); * luua sool-geel materjalide struktuuriuuringuile baseerudes eeldused materjalide intelligentsuse ärakasutamiseks gaasi-, nano- ja mikrotopograafia ning optilise lähivälja andurite loomisel ja selektiivse sidumisvõimega pindade saamisel; * tõhustada kermeste (metall-keraamilised komposiidid) tehnoloogiat vähendades nende defektsust superplastuse oleku tingimustes ja parandada sellega vastavate materjalide funktsionaalseid omadusi. Meie ja teiste uurimisgruppide poolt senini läbiviidud süstemaatilised alus- ja rakendusuuringud on näidanud, et sool-geel meetod võimaldab valmistada uute (rakenduslike) omadustega pind-, pulber- ja kiudmaterjale. Mitmete uudsete materjalide puhul on näidatud nende intelligentsust ja sobilikkust kasutamiseks sensormaterjalina. Käesoleva töö raamesse on planeeritud katsed luminestsentsil põhinevate uut tüüpi gaasisensorite, teravikmikroskoopia teravikke (STM, AFM) ja DNA-d siduvate funktsionaliseeritud aluspindade saamiseks. Katsete täpsem teostus planeeritakse vastavate materjalide mikro- ja nanoosakeste vaheliste interaktsioonide uurimisel kogutud teabele ja kogemusele toetudes. Lisaks on plaanis katsed superplastsete komposiitmaterjalide defektsuse vähendamiseks ja seega kermeste omaduste parandamiseks tehnoloogilises plaanis, võimaldades tõsta nende töödeldavust viimaks materjale erinevaile tehnilistele kujudele. Materjalide lähteainetena on planeeritud hafniumi, zirkooniumi, titaani ja tina oksiidide kasutamine. Projekt on kõrgelt innovatiivne ja hõlmab oodatava tulemi suhtes lähemaid analooge mitteomavate uute struktuuride otsinguid. Omavahel keeruliselt haakuvaina näivad uuringud seostuvad sool-geel metoodikana tuntud tehnoloogiate kompleksi kasutamises, seda nii teoorias kui praktikas. Vaatamata sellele, et keemilises mõttes seisneb sool-geel protsess lähtematerjali lihtsas hüdrolüüsis/polümerisatsioonis, jätavad sooli osakeste kuju, reaktsioonivõime, stabiilsuse, suuruse, koostise, kontsentratsiooni jne omaduse varieerimise suured võimalused lahti tee uute omadustega materjalide loomisele. Geelistumisel sooli osakesed liituvad osakeste vahele tekkivate keemiliste sidemed kaudu ja materjal omandab elastsuse. Rakendusliku väärtusega oksiidsete kehanditeni (fiiber, pulber, kile, monoliit jne) jõutakse pärast solventide soolist eemaldamist ja sellele järgnevat materjali vanandamise ning paagutamise protsessi. |
| projektiga seotud isikud | ||||
|---|---|---|---|---|
| nr | nimi | asutus | amet | |
| 1. | Irina Hussainova | |||
| 2. | Urve Kallavus | |||
| 3. | Ants Lõhmus | Tartu Ülikooli Füüsika Instituut | ||
| 4. | Uno Mäeorg | |||
| 5. | Jüri Pirso | |||
| 6. | Valter Reedo | |||
| 7. | Kristjan Saal | |||
| 8. | Ilmo Sildos | |||
| 9. | Tanel Tätte | |||