Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.03.00 |
Tehnika |
Energetika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T151 |
Tehnološke vede |
Optični materiali |
| T152 |
Tehnološke vede |
Kompozitni materiali |
| T155 |
Tehnološke vede |
Prevleke in površinska obdelava |
| T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
| P352 |
Naravoslovno-matematične vede |
Površinska kemija in kemija tankih plasti |
| P351 |
Naravoslovno-matematične vede |
Strukturna kemija |
nanosi, energetsko učinkoviti nanosi, spektralno selektivne površine, premazi,
večplastne strukture, pigmentirani materiali, nizkodimenzionirani sistemi, površinske mikrostrukture, pametni senzorji, optične teorije, sipalne teorije, spektroskopska analiza.
Raziskovalci (2)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
07254 |
dr. Zorica Crnjak-Orel |
Kemija |
Vodja |
2001 - 2003 |
0 |
| 2. |
04423 |
dr. Marta Klanjšek Gunde |
Elektronske komponente in tehnologije |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
0 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
10 |
Povzetek
Namen predlaganega raziskovalnega programa je opredelitev relevantnih materialov in načinov priprave takih vzorcev, ki bodo dali željeni optični odgovor na elektromagnetno motnjo bodisi v celotnem ultravijoličnem, vidnem in infrardečem spektralnem območju, ali pa na izbranih spektralnih intervalih. Optične lastnosti vzorca lahko načrtujemo z uporabo različnih materialov v homogeni, nehomogeni in/ali plastoviti obliki, ki jih nanesemo na ustrezno podlago. Pri tem moramo poznati strukturne, optične in fizikalne lastnosti vsakega od vsebovanih materialov v samostojni obliki, pa tudi medsebojno učinkovanje teh lastnosti v načrtovanem vzorcu. Pri površinskih mikrostrukturah, pametnih senzorjih ali detektorjih moramo opredeliti tudi ustrezne električne lastnosti vzorcev. Program je močno povezan predvsem s smotrno rabo energije, kot tudi z zakonodajo na področju ekologije in zaščite okolja.V predlaganih raziskavah bomo obravnavali različne znanstvene probleme in sicer:1. Uporaba in sinteza različnih optičnih teorij za opis odgovora vzorca na elektromagnetno motnjo. Optične lastnosti homogenih materialov bomo opisali s spektralno odvisno kompleksno dielektrično funkcijo, meje med sredstvi pa s Fresnelovim mehanizmom. Pri heterogenih materialih bomo opredelili prispevek regularne in difuzne odbojnosti/pre-pustnosti. Difuzne prispevke bomo opisali s fenomenološko sipalno teorijo. Za vzorce (oziroma za dele spektra) kjer ne prevlada nobena od obeh mejnih možnosti, bomo uprabili večfluksne teorije, snovne parametre pa bomo upoštevali z ustreznimi sipalnimi teorijami.2. Poznavanje povezave in vzporedna možnost načrtovanja kemijske strukture materialov glede na njihove polprevod-niške lastnosti - velja predvsem za aplikacije, kjer potrebujemo ustrezni električni odziv naprave.3. Upoštevanje interakcij na mejah med plastmi v plastoviti strukturi ali pa na mejah med delci dane velikosti, oblike in porazdelitve v izbrani matriki. S tem v zvezi je pomemben študij slojev/molekularnih vezi, ki se stvorijo med nanosom in podlago, kakor tudi med delci in matriko. Taki sloji lahko močno vplivajo na uspešnost aplikacije (naprimer dober stik med podlago in nanosom, prevodni kanal med dielektrično tanko plastjo in podlago, ustrezno omakanje pigmentnih delcev).4. Opis optičnih lastnosti nizko-dimenzioniranih sistemov (zelo tanke plasti in nanokompozitne strukture). Posebna pozornost bo veljala povezavi med karakteristično velikostjo nanostrukture in velikostjo energijskega pasu in s tem povezanim spektralnim odzivom celotnega vzorca.5. Dolgotrajna oziroma podaljšana obstojnost vzorcev pri obratovanju oziroma izpostavljenosti različnim pogojem pri konkretni uporabi.6. Pri pigmentiranih premazih bo posebna skrb namenjena nadomeščanju organskih topil z vodo in čimvečjemu znižanju škodljivih emisij v ozračje.
Pomen za razvoj znanosti
Predlagani raziskovalni program ima ambicijo ponuditi vse prednosti kompletne optične obravnave materialov v praktično celotnem elektromagnetnem spektru. S poznavanjem strukturnih in fizikalnih lastnosti vseh sestavin vzorca je mogoče napovedati optični odgovor vzorca v poljubnem spektralnem intervalu. To dosežemo s kombinacijo vseh teoretičnih znanj za napoved končne spektralne odvisnosti materiala za posamezno aplikacijo. Obstaja velika možnost, da bo z naraščanjem potreb sodobnih tehnologij postalo načrtovanje in priprava kompleksnejših nanosov in premazov nujna. Konvencionalne metode, ki se uporabljajo na tem področju, namreč ne morejo razrešiti podrobnosti precizno definiranih vzorcev. Zato je predlagano raziskovanje nujno za nadaljnji razvoj prenekaterih področij sodobne znanosti o materialih.Do sedaj smo si pridobili izkušnje z večino efektov posamično. Predlagani program predstavlja logično nadaljavanje raziskav z upoštevanjem dosedanjega znanja. Delo, ki je že opravljeno (in večinoma tudi objavljeno v mednarodni periodiki s faktorjem vpliva) zagotavlja, da je usmeritev programa pravilna, pomembna za znanost v širšem smislu in da obeta izpolnitev pričakovanj.
Pomen za razvoj Slovenije
Načrtovanje, priprava in kontrola kompleksnejših nanosov in premazov je po našem prepričanju nujna pot razvoja sodobne tehnologije. Vnaprej določene optične lastnosti bistvenih sestavnih delov izdelkov v praktično celotnem spektralnem področju so pomembne npr. za spektralno selektivne površine, ki služijo pri fototermični in fotovoltaični pretvorbi sončne energije in za sevalno hlajene površine. Ožje območje je pomembno pri maskirnih površinah, pri analizi odziva površine v termičnem oknu atmosfere, pri načrtovanju pametnih senzorjev za delovanje na daljavo in podobno. Učinkovito kontrolo delovanja in dolgočasovne stabilnosti večih vrst detektorjev je mogoče izvesti le s poznavanjem povezave med optičnimi in električnimi lastnostmi uporabljenih materialov.Predlagane raziskave so tehnološko pomembne za naslednje razvojne cilje Slovenije:1. racionalizacijo proizvodnje in porabe energije,2. barvno industrijo (pigmenti, veziva, premazi),3. kritične tehnologije (polprevodniki, "pametni" senzorji, detektorji sevanja, izdelava površinskih mikrostruktur) in4. ekologijo.Zaradi navedenega smo prepričani, da so predlagane raziskave za Slovenijo zanimive in bi jih bilo vredno podpreti v največji možni meri.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
