Zespół Innowacji, Technologii i Analiz

Projekty z zakresu materiałów konstrukcyjnych, kompozytów

 

Nazwa projektu

Otrzymywanie i funkcjonalizacja nanomateriałów węglowych do procesów detekcji

Kierownik projektu 

mgr inż. Paweł Stefan Wróbel

Okres realizacji 

36 miesięcy

Wartość projektu 

188 800,00 PLN

Cel projektu 

Odkrycie nanomateriałów węglowych takich jak fulereny, nanorurki i grafen znacznie przyczyniło się do rozwoju współczesnej technologii i skierowało zainteresowanie naukowców w kierunku dziedziny zwanej nanotechnologią. Nanotechnologia jest to dziedzina zajmująca się badaniem i modyfikacją właściwości substancji (materiałów) w skali atomowej. Potencjalne szerokie zastosowanie takich materiałów w wielu gałęziach przemysłu i dążenie współczesnego świata do miniaturyzacji i poprawy wydajności materiałów sprawia, że na przestrzeni najbliższych lat wzrośnie intensyfikacja badań związanych z nanomateriałami Ze względu na swoje wyjątkowe właściwości użytkowe ( dobre przewodnictwo i cieplne, duża powierzchnie właściwą, dobrą kompatybilność z polimerami w materiałach kompozytowych czy właściwości barierowe) grafen i inne nanomateriały węglowe stały się przedmiotem badań wielu zespołów badawczych na całym świecie. Jednak problematyka związana z otrzymywaniem grafenu na dużą skalę, wymusiła poszukiwanie innych dróg syntezy grafenu. Alternatywną drogą otrzymywania grafenu jest synteza tlenku grafenu z następczą redukcją do zredukowanego tlenku grafenu. Metodologia otrzymywania tlenku grafenu w wyniku procesu utleniania grafitu jest znana od końca XIX wieku. Proces ten jest dużo łatwiejszy, bezpieczniejszy i tańszy do przeprowadzenia niż metoda CVD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej), która jest stosowana do syntezy grafenu. Otrzymany materiał jednak nie posiada tak dobrych właściwości jak czysty grafen, jednak tlenek grafenu sam w sobie jest bardzo ciekawym materiałem ze względu na obecność grup funkcyjnych dzięki, którym można modyfikować właściwości materiału poprzez funkcjonalizację. Dzięki dużej powierzchni właściwej
materiały oraz zdolności do łatwego modyfikowania właściwości materiałów na bazie tlenku grafenu stają się bardzo interesującym materiałem do zastosowania jako materiał aktywny w sensorach gazów. Zagadnienie badawcze przedstawione w tym projekcie dotyczy otrzymywania i zoptymalizowania nanomateriałów węglowych na bazie tlenku grafenu oraz ich zastosowania jako materiałów aktywnych w detektorach gazów. Rosnący poziom światowego zanieczyszczenie powietrza sprawił, że istnieje zapotrzebowanie na rozwój technologii pomagający monitorować jakość powietrza. Coraz częściej obserwowane zjawiska smogu, oraz możliwości stosowania nanomateriałów węglowych w tzw. „flexible electronics” sprawią, że w przyszłości takie detektory będą ogólnodostępne dla zwykłych ludzi. Kolejnym bardzo istotnym zastosowaniem takich nano-sensorów jest wykrywanie zagrożeń np. materiałów wybuchowych czy innych substancji niebezpiecznych zagrażających życiu i zdrowiu zwykłych ludzi. W literaturze przedstawiono wiele przykładów zastosowań materiałów grafenowych jako warstw zdolnych do detekcji gazu jednak większość tych prac prowadzona jest w warunkach innych niż „pokojowe” naszym celem jest badanie właściwości warstw sensorycznych pracujących w warunkach pokojowych, które nie wymagają specjalnych procesów  przygotowania dla celów detekcji (np. grzanie sensora w celu szybszego desorbowania gazu z powierzchni).

Jednostki współrealizujące 

-

 

Nazwa projektu

Wpływ stopnia uporządkowania płaszczyzn grafenowych nano- i mikronapełniaczy węglowych na strukturę i właściwości kompozytów polimerowych

Kierownik projektu 

Prof. dr hab. inż. Henryk Galina

Okres realizacji 

25.03.2013-24.03.2016

Wartość projektu 

682 409,00

Cel projektu 

Celem projektu jest zbadanie wpływu stopnia uporządkowania struktury szeregu napełniaczy węglowych, począwszy od grafenu oraz, złożonego z dobrze uporządkowanych arkuszy grafenowych grafitu, do antracytu zbudowanego z płaszczyzn grafenowych o różnym, słabszym stopniu organizacji, na morfologię i właściwości kompozytów epoksydowych. Zastosowane zostaną napełniacze antracytowe o stopniowo wzrastającym w wyniku obróbki termicznej uporządkowaniu płaszczyzn grafenowych, od struktury turbostratycznej do grafitopodobnej, oraz naturalny grafit i grafen. Zbadany zostanie, w sposób systematyczny, wpływ struktury napełniaczy na właściwości mechaniczne, termiczne i elektryczne kompozytów opartych na żywicy epoksydowej typu eteru diglicydylowego dianu sieciowanej alifatycznymi aminami. Modyfikowane termiczne antracyty o strukturze złożonej z płaszczyzn grafenowych, a także naturalny grafit oraz nanopłatki grafenu, poddane zostaną procesom interkalacji i ekspandowania, co powinno spowodować osłabienie oddziaływań pomiędzy płaszczyznami grafenowymi i zwiększenie odległości międzypłaszczyznowych, a w konsekwencji pozwoli na uzyskanie lepszej dyspersji napełniaczy w matrycy epoksydowej i poprawę właściwości kompozytów.

Jednostki współrealizujące 

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza Wydział Chemiczny

Nasza strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celach statystycznych i funkcjonalnych. Użytkownik może zaakceptować pliki cookies albo wyłączyć je w przeglądarce.
Więcej informacji Ok