Z uporabo sodobnega inženiringa materialov smo pripravili visokozmogljive toplotno izvolitve material iz obnovljivih virov, s katerimi ciljamo izboljšati energijsko učinkovitost zgradb. Pokazali smo, da oblikovanje vodnih suspenzij celuloznih nanovlaken, grafenovega oksida in sepiolitinih nanopalčk z zmrzovanjem in naknadno sublimacijo privede do superizolativnih, negorljivih in močnih, anizotropnih, visokoporoznih pen, ki imajo boljše lastnosti od tradicionalnih izolativnih materialov. Porozne pene so ultralahke, izkazujejo odlično odpornost proti gorenju in izkazujejo toplotne prevodnosti 15 mW m-1 K−1, kar je približno pol manj od stiropora (ekspandirani polistiren). Pri 30 °C in 85% relativni vlažnosti porozne pene zadržijo več kot polovico začetne trdnosti. Naši rezultati kažejo, da je lahko sodoben inženiring nanomaterialov obetajoča strategija za pripravo poroznih struktur z izjemnimi lastnostmi ob uporabi celuloze in drugih obnovljivih vlaknastih nanomaterialov.
COBISS.SI-ID: 28072487
Študirali smo kombiniran učinek ko-dopiranja z aluminijevim in silicijevim oksidom na staranje cirkonijeve oksidne biokeramike. Da bi lahko ločili prispevka obeh dodatkov k celokupni odpornosti proti staranju, smo predsintrane tablete iz komercialnih granulatov 3Y-TZP, ki vsebujejo 0, 0.05 and 0.25 mas.% aluminijevega oksida infiltrirali s koloidno suspenzijo SiO2. Pokazali smo, da prisotnost SiO2 povzroča zaobljenost zrn in tako zmanjša notranje napetosti, kar vpliva na nukleacijo transformacije. Prisotnost Al2O3 pa zboljša trdnost mej med zrni, kar vpliva na upočasnjeno napredovanje transformacije t–m. Istočasen dodatek obeh dopantov ohranja večjo koncentracijo itrijevega oksida in s tem večjo termodinamsko stabilnost tetragonalnih zrn, kar ob manjših notranjih napetostih vodi k izjemno povečani odpornosti cirkonijeve oksidne keramike proti staranju, ne da bi se pri tem poslabšala trdnost in lomna žilavost tega popularnega biokeramičnega materiala.
COBISS.SI-ID: 28092455
Omenjena raziskava je bila nastavljena zato, da bi obravnavali kompleksno povezanost od temperature sintranja odvisne velikosti zrn, peskanja, hidrotermalne degradacije in zlomne trdnosti cirkonijeve oksidne keramike (3Y-TZP . Pokazali smo, da je pri nižji temperaturi sintrana finozrnava keramika manj dovzetna na staranje, medtem ko se da pri višji temperaturi sintrano grobozrnavo keramiko s peskanjem površinsko utrditi, kar se odraža tudi v izboljšani odpornosti na staranje. Rezultati so tudi pokazali, da ima temperatura sintranja majhen vpliv na zlomno trdnost materiala, a igra ključno vlogo pri površinskem utrjanju in dovzetnost na staranja keramike 3Y-TZP.
COBISS.SI-ID: 29163303
Raziskava je bila usmerjena v pripravo kompozitnih materialov utrjenih z dolgimi prevodnimi vlakni s postopkom elektroforetskega nanašanja in infiltracije (ang. Electrophoretic (infiltration) deposition - EPID). Za pripravo kompozitov iz vodnih suspenzij, je bila uporabljena prirejena klasična celica za elektroforetsko nanasanje, pri cemer je morala biti 3-D tkana tkanina prevodnih vlaken locena od elektrode na kateri se tvori nanos. Proces infiltracije je potekal na način analogen infiltraciji kompozitov utrjenih z neprevodnimi vlakni – delci iz suspenzije tvorijo nanos na elektrodi, ki postopoma zapolni pore v porozni strukturi (tkanini).
COBISS.SI-ID: 28767527
Združili smo prednosti grobozrnavih in nanokristaliničnih prahov s konsolidacijo in sintranjem grobega, a nanostrukturiranega, mezoporoznega cirkonijevega prahu. Prah je bil sestavljen iz ohlapno agregiranih nanokristalitov, katere lahko označimo kot sekundarne delce ali aglomerate. Njihovo homogeno pakiranje, ki ni vsebovalo nobenih defektov, se je izkazalo za možno pot pri procesiranju cirkonijeve nanokeramike. Konsolidacija prahu je rezultirala v homogenih zelencih z hierarhičnimi heterogenostmi v smislu por v delcih in por, ki se ustavrijo v meddelčnih prostorih. Hierarhične heterogenosti so imele izrazit vpliv na zgoščevanje in rast zrn. »Intra«delčno združevanje por skupaj z zmrznjeno »Inter«delčno poroznostjo je podaljšalo »pore-pinning« efekt, ki ločuje vmesno in končno fazo sintranja. Povečanje hitrosti sintranja je izrazilo rast zrn in zgoščevanje na račun kompetitivnega mehanizma rasti zrn, t.j., urejenega združevanja kristalitov, medtem, ko je apliciran tlak med sintranjem popolnoma preprečil rast zrn. Ta dejstva nakazujejo, da so podobno strukturirani prahovi ugodni kot prekurzor za pripravo cirkonijeve nanokeramike.
COBISS.SI-ID: 28124455