Laboratorij za raziskave materialov

O laboratoriju

Laboratorij za raziskave materialov se nahaja v prostorih UNG v Ajdovščini. Dinamični tim tako domačih kot tujih sodelavcev laboratorija, pod vodstvom prof. dr. Matjaža Valanta, dosega pomembne uspehe ter redno objavlja znanstvene članke v uglednih tujih revijah ter tako prispeva k uveljavljanju Univerze v Novi Gorici v mednarodnem merilu. Poleg tega nam naš visok raziskovalni ugled v mednarodnih krogih odpira vrata pri sodelovanju z najpomembnejšimi akademskimi in industrijskimi laboratoriji po svetu.

Osnovne raziskave

Glavne raziskovalne smeri laboratorija so področja elektronskih in okoljskih materialov.

Topološki izolatorji

Topološki izolatorji so materiali, ki imajo električno izolirano notranjost in kovinsko površino, ki je posledica prisotnih topoloških stanj. Interakcija med topološkimi izolatorji in kovinami je širok in odprt problem, s katerim se trenutno intenzivno ukvarjamo. Na topološke izolatorje nanašamo kovine in raziskujemo kristalografske in funkcionalne lastnosti stičnih ravnin med topološkimi izolatorji in kovinami.

Računska kemija trdne snovi

Pri raziskavah uporabljamo teorijo gostotnega funkcionala (ang. Density functional theory – DFT), ki omogoča opis ravnovesnega stanja tako trdnih materialov kot tudi bolj kompleksnih sistemov kot so nanostrukture, površine in mejne ploskve ter izračun aktivacijskih energij reakcij. Za simulacije optičnih lastnosti uporabljamo najnaprednejši in natančnejši pristop osnovan na kombinaciji metode GW in Bethe-Salpeterjeve enačbe. Z omenjenimi pristopi rešujemo različne probleme, ki vključujejo defekte na atomski ravni v amorfnem silicijevem dioksidu ter oksidacijo kovinskih površin.

Fotokatalizatorji za cepitev vode

Molekule vode lahko cepimo z uporabo fotoelektrokemičnih celic s foto-aktivnimi katalizatorji. V okviru raziskav razvijamo nove fotokatalitske materiale, preučujemo strukturne, elektronske in fotokatalitske lastnosti katalizatorjev ter opazujemo vpliv morfologije, sestave in velikosti delcev na fotokatalitsko aktivnost.

Topološko oblikovane magnezijeve zlitine za biomedicinsko uprabo

Glavni cilj tega projekta je razvoj naprednih magnezijevih (Mg) zlitin za uporabo v biomedicini ter tudi v transportu, kjer se uporabljajo lahki materiali. Mg je izbran zaradi izjemnega, vendar neizkoriščenega potenciala za različne aplikacije, saj ima edinstveno kombinacijo lastnosti, ki vključujejo visoko razmerje trdnost-gostota, odlično okoljsko stabilnost ter izredno biokompatibilnost. Zlitine bodo sestavljene iz lahko dostopnih in cenovno ugodnih sestavin, ki se jih zlahka pridobi znotraj EU, kar bo vplivalo na izboljšanje varnosti, trajnostnega razvoja ter socialno-ekonomske uspešnosti Slovencev, Evropejcev in drugih.

Polisilani in polikarbosilani

Polisilani so polimeri, katerih ogrodje sestavljajo atomi silicija, na katerega so vezane organske skupine. Med termično obdelavo se pretvorijo do polikarbosilanov, katerih ogrodje sestavljajo atomi silicija in ogljika, ki se nadalje pretvorijo do silicijevega karbida. Sinteza polisilanov poteka z elektrokemijsko redukcijo klorosilanov pod pogoji, ki so veliko bolj blagi in kontrolirani kot pri pogosto uporabljeni redukciji s tekočim natrijem. Za namen uporabe polisilanov kot prekurzorjev za polikarbosilane in silicij karbid keramiko na nano skali študiramo velikost nastalih makromolekul in njihovo stanje v topilu (nastanek in razpad aglomeratov), vpliv elektrokemisjkih pogojev na velikost in strukturo molekul, termično pretvorbo in lastnosti nastalih polikarbosilanov.

Biogena proizvodnja vodika

Cilja projektov sta razvoj novih zelenih tehnologij za metalizacijo polimernih površin in za remediacijo s kovinami onesnaženih odpadnih vod s pomočjo reduktivnega potenciala alg.
Pri metaliziranju s pomočjo alg niso potrebni izredno dragi industrijski obrati, ki so prilagojeni konvencionalnemu vakuumskemu nalaganju. Poleg tega se popolnoma odrečemo uporabi nevarnih in agresivnih kemikalijam, ki imajo velik okoljski vpliv. Dodatna prednost je tudi ta, da za metalizacijo ne potrebujemo visokih temperature kot pri vakuumskem nalaganju, ampak procesi potekajo že pri sobni temperaturi. S tem tudi bistveno zmanjšamo porabo energentov.
Sisteme z algami, ki proizvajajo vodik, želimo tudi raziskati za namen biološke remediacije z različnimi ioni kovin onesnaženih voda. Pridobljeno znanje bo pripomoglo k boljšemu razumevanju in bolj učinkovitemu odstranjevanju in recikliranju kovinskih ionov iz odpadnih vod.

Naložbo sofinancirata Republika Slovenija in Evropska unija iz Evropskega
sklada za regionalni razvoj (www.eu-skladi.si).


Vodja laboratorija
prof. dr. Matjaž Valant

Kontakt
Saša Badalič
Univerza v Novi Gorici
Laboratorij za raziskave materialov
Vipavska 11c
SI-5270 Ajdovščina
T: (05) 3653 502
F: (05) 3653 527
E: matjaz.valant@ung.si
E: info.lrm@ung.si