Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2013/145 ZAKLJUČNO POROČILO RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1.Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta Jl-2015 Naslov projekta Napredni ferroelektrični polimerni in anorganski materiali: ogromen elektrokalorični pojav in transportne lastnosti Vodja projekta 10124 Zdravko Kutnjak Tip projekta J Temeljni projekt Obseg raziskovalnih ur 4173 Cenovni razred C Trajanje projekta 05.2009 - 04.2012 Nosilna raziskovalna organizacija 106 Institut "Jožef Stefan" Raziskovalne organizacije -soizvajalke Raziskovalno področje po šifrantu ARRS 1 NARAVOSLOVJE 1.02 Fizika 1.02.01 Fizika kondenzirane materije Družbenoekonomski cilj 13 01 Naravoslovne vede - RiR financiran iz drugih virov (ne iz 13.01 SUF) 2.Raziskovalno področje po šifrantu FOS1 Šifra 1.03 -Veda 1 Naravoslovne vede - Področje 1.03 Fizika B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 3.Povzetek raziskovalnega projekta2 SLO V okviru projekta smo študirali ogromen elektrokalorični pojav in transportne lastnosti naprednih ferroelektričnh polimernih in anorganskih materialov. Sam ogromen elektrokalorični pojav je izrednega pomena za aplikacijo v hladilnih ali grelnih napravah nove generacije, ki bodo ekološko in energetsko bolj sprejemljive. Z neposrednimi meritvami smo kot prvi potrdili obstoj ogromnega elektrokaloričnega pojava v polimernih in anorganskih feroelektričnih relaksorjih. Pri tem so bili v sodelovanju s skupino M. Kosec Odsek za keramiko na Institutu J. Stefana razviti keramični anorganski feroelektrični relaksorji z ogromnim elektrokaloričnim pojavom. Študij polimernih feroelektričnih filmov pa je potekal v sodelovanju s skupinoi prof. Q.M. Zhanga s Pennsylvania State University, ZDA. Karakterizirali ter optimizirali smo ogromen elektrokalorični pojav tako v keramičnih kot polimernih materialih. Keramični in polimerni materiali z njihovimi mehanskimi in toplotnimi lastnosti ter možnostjo priprave v kakršnikoli obliki so zelo zanimivi za aplikacijo in imajo določene prednostmi pred drugimi materiali. Študirali smo tudi eksperimentalno dielektrične in električne transportne lastnosti nanožic in nanocevk ter ionskih tekočin v ionomerih. Te raziskave so zelo zanimive s stališča shranjevanja energije in razvoja novih baterijskih in akumulatorskih sklopov. ANG 4.Poročilo o realizaciji predloženega programa dela na raziskovalnem projektu3 Within the frame of the project studies were performed of the giant electrocaloric effect and transport properties of advanced ferroelectric polymeric and inorganic materials. The giant electrocaloric effect is of great importance for application in cooling or heating devices of new generation, which could be friendlier for environment and would contribute to reduction of power consumption. By performing direct measurements we confirmed among first the existence of the large electrocaloric effect in polymeric and inorganic ferroelectric relaxor materials. In addition, in collaboration with the group of Prof. M. Kosec from Ceramics department at J. Stefan Institute the ceramic inorganic ferroelectric relaxors with the giant electrocaloric effect were developed. Studies of polymeric materials were carried out in collaboration with the group of Prof. Q. M. Zhang from Pennsylvania State University, USA. The giant electrocaloric effect in these advanced materials was characterized and optimized. Ceramic and polymeric materials due to their mechanical and thermal properties and possibility to be prepared in almost any shape are very promising materials for application and thus have certain advantage in comparison to other materials. We also studied experimentally the dielectric and electrical transport properties of nanowires and nanotubes as well as the ionic liquids in ionomers. This research is interesting from the aspect of energy storage and development of new batteries and accumulators. V okviru raziskovalnega projekta "Napredni ferroelektrični polimerni in anorganski materiali: ogromen elektrokalorični pojav in transportne lastnosti" (J12015) so bile v letih 2009-2012 opravljene vse raziskave predvidene v predlogu projekta tako, da lahko sklepamo, da je bil projekt v celoti realiziran. Pri tem so bile izvedene sledeče raziskave: - Meritve dielekrične konstante in meritve polarizacije na izbranih debelih "bulk" vzorcih relaksorskih feroelektričnih keramik PMN, PMN1-xPTx (x=0.30 in 0.35) in PLZT debeline večje od 0.08 mm. Ugotovitev v katerem temperaturnem območju je elektrokalorični pojav največji. - Meritve dielekrične konstante in meritve polarizacije na izbranih tankih in debelih filmih relaksorskih feroelektričnih keramik PMN, PMN1-xPTx (x=0.30 in 0.35) in PLZT. Ugotovitev v katerem temperaturnem območju je elektrokalorični pojav največji. - Meritve dielekrične konstante in meritve polarizacije na izbranih filmih relaksorskih feroelektričnih polimerov P(VDF-TrFE) in P(VDF-TrFE-CFE) različnih sestav. Ugotovitev v katerem temperaturnem območju je elektrokalorični pojav največji. - Neposredne meritve elektrokaloričnega efekta na zgoraj izbranih materialih kot funkcijo temperature in jakosti električnega polja s pomočjo kalorimetra visoke ločljivosti. Določitev spremembe entropije in toplote na enoto mase vzorca. Ugotovitev jakosti elektrokaloričnega efekta za izbrane materiale ter ugotovitev vpliva površine, končnih dimenzij in velikosti keramičnih zrn nanj.Ugotovitev vpliva kemične sestave na jakost elektrokaloričnega pojava. -Študirali smo tudi vpliv kritične točke tipa tekočinapara na elektrokalorični odziv v makroskopskih vzorcih relaksorskih perovskitnih materialov. - Meritve dielektričnih in transportnih lastnosti na nanožicah in nanocevkah. -Meritve elektromehanskih lastnosti novega relaksorskega polimera (reduced P (VDFTrFE) polymer). -študij dielektričnih in transportnih lastnosti ionskih tekočin v ionomerih. Te raziskave so bile narejene v sodelovanju s skupino M. Kosec odseka za elektronsko keramiko Instituta Jožef Stefan in skupino Q. M. Zhanga s Pennsylvania State University. S.Ocena stopnje realizacije programa dela na raziskovalnem projektu in zastavljenih raziskovalnih ciljev4 Vse predlagane raziskave projekta za vsa tri leta 2009-2012 so bile izvedene. Rezultati zgoraj omenjenih raziskav so bili objavljeni v obliki 17 znanstvenih člankov v uglednih mednarodnih znanstvenih revijah in enem poglavju v monografiji. Od tega več člankov v uglednih mednarodnih revijah s področja uporabne fizike (Applied Physics Letters in Journal of Applied Physics). Tri vabljena predavanja in šest drugih predavanj je bilo objavljeno v devetih konferenčnih zbornikih. Rezultati so bili predstavljeni na več konferencah v obliki predavanj in referatov, od tega kar trinajst vabljenih predavanj na mednarodnih konferencah. Del rezultatov je še v pripravi za objavo ali pa je že poslan v objavo v ugledne mednarodne revije. pripravlja se še poglavje o elektrokaloričnih meritvah, ki bo izšlo v knjigi o elektrokalorikih ugledne založbe Springer. Raziskave so dale zelo zanimiva in ponekod celo presenetljiva spoznanja, posebej pri ogromnem elektrokaloričnem pojavu v tankih filmih relaksorskih feroelektrikov in tankih filmih feroelektričnih polimerov, ki so pritegnila na mednarodnih konferencah precejšnjo pozornost. Največja dosežk a p a s t a potrditev obstoja ogromnega elektrokaloričnega pojava v relaksorskih perovskitnih feroelektrikih z neposrednimi meritvami ter ugotovitev z e l o velikega elektrokaloričnega pojava v tankih filmih PLZT keramike in obsevanega kopolimera, ki znatno presega po svoji velikosti dosedaj znane elektrokalorične materiale. Kot prvi smo tudi ugotovili, da je elektrokalorična odzivnost največja v bližini kritične točke. Ta ugotovitev je izrednega pomena za razvoj novih elektrokaloričnih materialov ter novih tehnologij hlajenja na bazi elektrokaloričnega pojava. Pri raziskavah dielektričnih in električnih transportnih lastnosti nanožic in nanocevk smo pokazali, da gre za kombinacijo prevajanja preko tuneliranja in t.i. "variable range hoping" mehanizma. Na osnovi tega lahko ocenim, da so bili zastavljeni raziskovalni cilji projekta v celoti izpolnjeni. 6.Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine5 Od predvidenih raziskovalnih ciljev projekta ni bilo nepredvidenih odstopanj. Vse raziskave zapisane v predlogu projekta so bile izvedene. V okviru projekta smo izvedli tudi nekaj raziskav, na željo naših tujih pertnerjev, ki niso bile omenjene v predlogu projekta, naprimer kalorimetrični študij prehoda iz steklastega relaksorskega stanja v feroelektrično stanje. Te raziskave so končno dale odgovor na več desetletij odprto vprašanje o naravi osnovnega stanja v relaksorskih feroelektrikih. Odgovor na to vprašanje je tudi neposredno povezan s cilji tega projekta, to je razumevanje ogromnega elektrokaloričnega pojava v relaksorskih feroelektrikih. Te raziskave so bile objavljene v eni od najuglednejših revij s področja fizikalnih raziskav Physical Review Letters. Izdelali smo tudi teorijo, ki opiše zakaj je elektrokalorična odzivnost največja v bližini kritične točke, kar je važno za bodoče načrtovanje novih materialov. V sodelovanju s skupino J.F. Scotta z University of Cambridge, Velika Britanija smo naredili tudi kalorimetrične raziskave organskega feroelektrika TSCC. Pri tem nas je zanimala narava in termodinamske lastnosti novo odkritih faz v tem materialu ter velikost elektrokaloričnega pojava v organskem nepolimernem feroelektriku. rezultati teh raziskav so bili poslani v Nature communications. 7.Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine6 Znanstveni dosežek 1. COBISS ID 24060199 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Organski in anorganski relaksorski feroelektriki z ogromnim elektrokaloričnim pojavom ANG Organic and inorganic relaxor ferroelectrics with giant electrocaloric effect Opis SLO Z neposrednimi meritvami smo pokazali, da v tankih PLZT filmih in polimernih feroelektrikih elektrokalorični pojav lahko preseže tudi 40 K. ANG By diret measuremnts we demonstrated that in inorganic PLZT thin films and organic polymer ferroelectric the electrocaloric effect can exceed 40 K. Objavljeno v American Institute of Physics.; Applied physics letters; 2010; Vol. 97, no. 16; str. 162904-1-162904-3; Impact Factor: 3.820;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.498; A': 1; WoS: UB; Avtorji / Authors: Lu Sheng-Guo, Rožič Brigita, Zhang Q. M., Kutnjak Zdravko, Li Xinyu, Furman E., Gorny Lee J., Lin Minren, Malič Barbara, Kosec Marija, Blinc Robert, Pirc Raša Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 2. COBISS ID 24168999 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Primerjava med neposredno in posredno izmerjenim elektrokaloričnim pojavaom v relaksorskih feroelektričnih polimerih ANG Comparison of directly and indirectly measured electrocaloric effect in relaxor ferroelectric polymers Opis SLO Pokazali smo, da prej mnogokrat uporabljane posredne meritve ne dajo pravih rezultatov v relaksorskih polimernih feroelektrikih. ANG We show that indirect measurements do not give proper results of electrocaloric response in relaxor feroelectric polymers. Objavljeno v American Institute of Physics.; Applied physics letters; 2010; Vol. 97, no. 20; str. 202901-1-202901-3; Impact Factor: 3.820;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.498; A': 1; WoS: UB; Avtorji / Authors: Lu Sheng-Guo, Rožič Brigita, Zhang Q. M., Kutnjak Zdravko, Pirc Raša, Lin Minren, Li Xinyu, Gorny Lee J. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 3. COBISS ID 24585255 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Ojačan elektrokalorični pojav v poly(vinylidene-fluoride/trifluoroethylene) 55/45 mol % kopolimer pri prehodu iz paraelektrične v feroelektrično fazo ANG Enhanced electrocaloric effect in ferroelectric poly(vinylidene-fluoride/trifluoroethylene) 55/45 mol % copolymer at ferroelectric-paraelectric transition Opis SLO Pokazali smo, da je v poly(vinylidene-fluoride/trifluoroethylene) 55/45 mol % kopolimeru elektrokalorični pojav največji v bližini prehoda iz feroelektrične v paraelektrično fazo. ANG We show that the electrocaloric effect exhibits a maximum at the ferroelectric-paraelectric transition in ferroelectric poly(vinylidene-fluoride/trifluoroethylene) 55/45 mol % copolymer. Objavljeno v American Institute of Physics.; Applied physics letters; 2011; Vol. 98, no. 12; str. 122906-1-122906-3; Impact Factor: 3.844;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.516; A': 1; WoS: UB; Avtorji / Authors: Lu Sheng-Guo, Rožič Brigita, Zhang Q. M., Kutnjak Zdravko, Neese Bret Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 4. COBISS ID 25971495 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Študij Pb(Mg[sub](1/3)Nb[sub](2/3)O[sub]3 s pomočjo kalorimetrije visoke ločljivosti ANG High-resolution calorimetric study of Pb(Mg[sub](1/3)Nb[sub](2/3)O[sub]3 single crystal Opis SLO Rešili smo več deset let star problem osnovnega stanja relaksorskih feroelektrikov in pokazali, da je osnovno stanje steklasto in ne feroelektrično zamrznjeno v slučajnih poljih. ANG We solve the decades old problem about the ground state of relaxor ferroelectrics by showing that it is the glassy state and not random-field frozen ferroelectric state. Objavljeno v American Physical Society.; Physical review letters; 2012; Vol. 109, no. 3; str. 037601-1-037601-5; Impact Factor: 7.370;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.404; A'': 1;A': 1; WoS: UI; Avtorji / Authors: Novak Nikola, Pirc Raša, Wencka Magdalena, Kutnjak Zdravko Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 5. COBISS ID 24382759 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Zgornja meja elektrokaloričnega pojava v polarnih trdninah ANG Upper bounds on the electrocaloric effect in polar solids Opis SLO Teoretično smo ocenili zgornjo mejo elektrokaloričnega pojava v polarnih trdninah ANG We calculated theoretically the upper bond on the electrocaloric effect in polar solids Objavljeno v American Institute of Physics.; Applied physics letters; 2011; Vol. 98, no. 2; str. 021909-1-021909-3; Impact Factor: 3.844;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.516; A': 1; WoS: UB; Avtorji / Authors: Pirc Raša, Kutnjak Zdravko, Blinc Robert, Zhang Q. M. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek S.Najpomembnejši družbeno-ekonomski rezultati projektne skupine7 Družbeno-ekonomski dosežek 1. COBISS ID 261067008 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Pojavi z ogromno energijsko pretvorbo v mehkih in trdnih naprednih materialih ANG Giant energy-conversion effects in soft and solid advanced materials Opis SLO Doktorska teza, narejena delno v okviru raziskav tega projekta. ANG PhD thesis partially made within the research frame of this project. Šifra D.09 Mentorstvo doktorandom Objavljeno v [B. Rožič]; 2012; XII, 161 str.; Avtorji / Authors: Rožič Brigita Tipologija 2.08 Doktorska disertacija 2. COBISS ID 23772711 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Neposredne meritve ogromnega elektrokaloričnega pojava v mehkih in trdnih feroelektričnih relaksorjih ANG Direct measurements of giant electrocaloric effect in soft and solid ferroelectric relaxors Opis SLO Vabljeno predavanje na mednarodne znanstvem srečanju. ANG Invited talk at international scientific meeting. Šifra B.04 Vabljeno predavanje Objavljeno v s. n.]; Abstracts book; 2010; Str. 69; Avtorji / Authors: Kutnjak Zdravko Tipologija 1.06 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci (vabljeno predavanje) 3. COBISS ID 23772199 Vir: COBISS.SI 1 Naslov SLO Ogromen elektrokalorični pojav v feroelektričnih polimerih ANG Giant electrocaloric effect in ferroelectric polymers Opis SLO Vabljeno predavanje na mednarodne znanstvem srečanju. ANG Invited talk at international scientific meeting. Šifra B.04 Vabljeno predavanje Objavljeno v s. n.]; Abstracts book; 2010; Str. 447-448; Avtorji / Authors: Zhang Q. M., Lu Sheng-Guo, Neese Bret, Li Xinyu, Rožič Brigita, Kutnjak Zdravko Tipologija 1.06 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci (vabljeno predavanje) 4. COBISS ID 23771943 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Neposredne meritve ogromnega elektrokaloričnega pojava v mehkih in trdnih relaksorskih feroelektrikih ANG Direct measurements of giant electrocaloric effect in soft and solid ferroelectric relaxors Opis SLO Vabljeno predavanje na mednarodne znanstvem srečanju. ANG Invited talk at international scientific meeting. Šifra B.04 Vabljeno predavanje Objavljeno v s. n.]; Abstracts book; 2010; Str. 449-450; Avtorji / Authors: Kutnjak Zdravko Tipologija 1.06 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci (vabljeno predavanje) 5. COBISS ID 261614336 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Od procesiranja odvisne širokopasovne dielektrične lastnosti KTaO [sub] 3 keramik in filmov ter KTa [sub] 0.6 Nb [sub] 0.4 O [sub] 3 filmov ANG Processing-dependent broadband dielectric properties of KTaO [sub] 3 ceramics, films and KTa [sub] 0.6 Nb [sub] 0.4 O [sub] 3 films Opis SLO Doktorska teza, narejena delno v okviru raziskav tega projekta. ANG PhD thesis partially made within the research frame of this project. Šifra D.09 Mentorstvo doktorandom Objavljeno v [S. Glinšek]; 2012; 169 str.; Avtorji / Authors: Glinšek Sebastjan Tipologija 2.08 Doktorska disertacija 9.Drugi pomembni rezultati projetne skupine8 Za svoje delo na elektrokaloričnih materialih v okviru tega projekta je B. Rožič kot mlada raziskovalka prejela pred kratkim nacionalno L'Orealovo štipendijo/nagrado ženske v znanosti. Njeno doktorsko delo je bilo tudi že citirano več kot 160 krat v znanstveni literaturi. V sodelovanju s Q.M. Zhangom Penn State University, ZDA in M. Kosec, Institut Jozef Stefan smo razvili v teku projekta nekaj novih keramičnih in polimernih elektrokaloričnih materialov, ki jih bomo poskusili uporabiti pri izdelavi prvih elektrokaloričnih hladilnih elementov. lO.Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine9 10.1.Pomen za razvoj znanosti10 SLO S pomočjo zgoraj omenjenih raziskav smo v okviru tega projekta med prvimi pokazali, da v polimernih feroelektrikih in relaksorskih materialih obstaja ogromen elektrokaloričen pojav, pri katerem lahko s pomočjo električnega polja spreminjamo temperaturo snovi za več deset stopinj v pozitivno in negativno smer (gretje/hlajenje), kar omogoča razvoj novih hladilnih tehnologij na osnovi dielektričnega hlajenja. Raziskave so naletele na velik odmev v znanstveni srenji in spodbudile raziskave elektrokaloričnega pojava in razvoj novih elektrokaloričnih materialov. To področje je sedaj postalo "hot topic" med raziskavami feroelektričnih in dielektričnih materialov, za kar so zaslužne predvsem naše objave, ki so bile v mednarodni literaturi samo v zadnjih dveh letih citirane več kot 120 krat. To se odraža v podvajanju števila člankov iz tega področja v vsakem letu, ter pojavljanju novih sekcij v okviru mednarodnih znanstvenih srečanj, oziroma novih mednarodnih znanstvenih srečanj, posvečenih raziskavam elektrokaloričnega pojava. Študij dielektričnih in transportnih lastnosti nanomaterialov pa je pomemben s stališča shranjevanja energije in razvoja novih baterijskih in akumulatorskih sklopov. ANG Research within the frame of this project has shown that the giant electrocaloric effect indeed exists in the ferroelectric polymers and in the relaxor ferroelectrics with the change of temperature exceeding several tens of degrees both in positive and negative directions, i.e., heating/cooling. This enables development of new cooling technologies based on dielectric refrigeration. Our research has attracted huge attention of the ferroelectric scientific community and has invogorated research of electrocaloric effect and developments of new electrocaloric materials. This research topic became recently a hot topic, for that success our research which was cited within last two years more than 120 times was one of key elements. The number of publications is more than a doubled each year since our initial publications confirming by direct measurements the exisstence of a giant electrocaloric effect. In addition, new sections and scientific meetings are organized in recent year dealing with the electrocaloric subject. Research of the dielectric and electric transport properties of nanomaterials is important for development of new ways of energy storage. 10.2.Pomen za razvoj Slovenij« SLO Rezultati predlaganega projekta so zelo pomembni za potencialne aplikacije, kar je tudi razvidno iz mnogih publikacij tako predlagatelja projekta kot drugih raziskovalnih skupin v mednarodnih aplikativnih revijah, ker so pomembni pri razvoju novih naprednih materialov z izboljšanimi transportnimi in elektrokaloričnimi lastnostmi. Nekateri med njimi so bili razviti na Institutu J. Stefan in Univerzi v Ljubljani. To je posebej pomembno za razvoj novih detektorjev in aktuatorjev na bazi teh novih materialov. Raziskave znotraj tega projekta bodo (v sodelovanju z odsekom za kemijo na Institutu J. Stefan in fakulteto za strojništvo, Univerze v Ljubljani) posebej pomagale pri razvoju novih elementov v hladilnih ali grelnih napravah nove generacije, ki bi bile ekološko bolj sprejemljive. Zaradi drugačnega hladilnega principa ne bi imele gibljivih delov, kar bi vodilo do zmanjšanja teže teh naprav ter močnega zmanjšanja težav s hrupom in porabo električne energije. Vgradnja novih materialov bi v principu dolgoročno lahko tudi vplivala na nižjo ceno proizvodnje in zanesljivost delovanja teh naprav. Poleg tega bi podjetjem, ki bi prve uveljavile proizvodnjo teh naprav omogočilo prestiž na trgu in zagotovilo dodaten zaslužek z novim visokotehnološkim proizvodom. Uvedba nove tehnologije temelječe na novih materialih z ogromnim elektrokaloričnim pojavom je zelo zanimiva posebej za slovenski prostor (potencialno zanimiva nova tehnologija za koncern Gorenje). Za dielektrično hlajenje so pokazale veliko zanimanje dva mednarodna koncerna BASF in PARKER HANNIFIN. Projekt je tudi velikega pomena za usposabljanje novih mladih raziskovalcev. ANG Results of the proposed project are very much relevant for the potential applications as can be seen from the work published in international applyed journals and as they are relevat to the development of novel advanced materials with enhanced transport and electrocaloric properties. Some of them were developed at the Jozef Stefan Institute and University of Ljubljana. This is especially important for development and engineering of new detectors and actuators on the basis of these materials. Research within this project (in cooperation with the chemistry department at the J. Stefan Institute and Engineering Faculty, University of Ljubljana) will also help to develop new elements for cooling or heating devices of new generation, which could be friendlier for environment. Due to different cooling principles they would not have moving parts, what would lead to reduced weight of these products as well as to elimination of problems with noise and power consumption. Introduction of these new materials would in long term lead to possible reduction of production and service costs, while the reliability of these products could be improved. In addition, the companies which would first introduce production of such hightech products would achieve commanding position on markets what would lead to additional extra profits. This new technology is also potentially very interesting for slovenian economy, i.e., for company Gorenje. Our research has already attracted considerable attention of two international companies BASF and PARKER HANNIFIN. Project has also significant importance in professional trainig of young researchers. ll.Samo za aplikativne projekte in podoktorske projekte iz gospodarstva! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj o da o ne Rezultat 1 d Uporaba rezultatov 1 d F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj o da o ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj o da o ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov 1 d F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj o da o ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj o DA O NE Rezultat 1 d Uporaba rezultatov 1 d F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj o da o ne Rezultat I d Uporaba rezultatov d F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj o da o ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj o DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj o da o ne Rezultat Uporaba rezultatov F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj o da o ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj o da o ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev 1 Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj o da o ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj o da o ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj O da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov 1 d F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov 1 d F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.35 Drugo Zastavljen cilj o da o ne Rezultat d Uporaba rezultatov d Komentar 12.Samo za aplikativne projekte in podoktorske projekte iz gospodarstva! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visokošolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O O O o G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja o o o o G.01.03. Drugo: o o o o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu o o o o G.02.02. Širitev obstoječih trgov o o o o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje o o o o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije o o o o G.02.05. Razširitev področja dejavnosti o o o o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost o o o o G.02.07. Večji delež izvoza o o o o G.02.08. Povečanje dobička o o o o G.02.09. Nova delovna mesta o o o o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih o o o o G.02.11. Nov investicijski zagon o o o o G.02.12. Drugo: o o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti O o o o G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti o o o o G.03.03. Uvajanje novih tehnologij o o o o G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o o o o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja o o o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave o o o o G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti o o o o G.04.05. Razvoj civilne družbe o o o o G.04.06. Drugo: o o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete o o o o G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj o o o o G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura o o o o G.07.02. Prometna infrastruktura o o o o G.07.03. Energetska infrastruktura o o o o G.07.04. Drugo: o o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva o o o o G.09. Drugo: o o o o Komentar 13.Pomen raziskovanja za sofinancerje12 Sofinancer 1. Naziv Naslov Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. 2. 3. 4. 5. Komentar Ocena 14.Izjemni dosežek v letu 201213 14.1. Izjemni znanstveni dosežek Kalorimetrični študij prehoda iz steklastega relaksorskega stanja v feroelektrično stanje je končno dal odgovor na več desetletij odprto vprašanje o naravi osnovnega stanja v relaksorskih feroelektrikih. Odgovor na to vprašanje je tudi neposredno pomemben za razumevanje ogromnega elektrokaloričnega pojava v relaksorskih feroelektrikih. Te raziskave so bile objavljene v eni od najuglednejših revij s področja fizikalnih raziskav Physical Review Letters. Naše raziskave, ki so med prvimi pokazale, da v polimernih feroelektrikih in relaksorskih materialih obstaja ogromen elektrokaloričen pojav, pri katerem lahko s pomočjo električnega polja grejemo ali hladimo snov za več deset stopinj so bile citirane v letu 2012 skoraj stokrat. Te raziskave, ki omogočajo razvoj novih hladilnih tehnologij na osnovi dielektričnega hlajenja so naletele na velik odmev v znanstveni srenji in povzročile, da je to področje sedaj postalo "hot topic" med raziskavami feroelektričnih in dielektričnih materialov. 14.2. Izjemni družbeno-ekonomski dosežek V letu 2012 sta dva mlada raziskovalca doktorirala z razislavami delno v okviru tega projekta. Rezultati tega projekta so bili predstavljeni na mednarodnih znanstvenih srečanjih s šestimi vabljenimi predavanji. Za svoje delo na elektrokaloričnih materialih v okviru tega projekta je B. Rožič kot mlada raziskovalka prejela v letu 2012 nacionalno L'Orealovo štipendijo/nagrado ženske v znanosti. Njeno doktorsko delo je bilo tudi že citirano več kot 160 krat v znanstveni literaturi. C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: zastopnik oz. pooblaščena oseba in vodja raziskovalnega projekta: raziskovalne organizacije: Institut "Jožef Stefan" Zdravko Kutnjak ŽIG Kraj in datum: Ljubljana |28.2.2013 Oznaka prijave: ARRS-RPROJ-ZP-2013/ 145 1 Opredelite raziskovalno področje po klasifikaciji FOS 2007 (Fields of Science). Prevajalna tabela med raziskovalnimi področji po klasifikaciji ARRS ter po klasifikaciji FOS 2007 (Fields of Science) s kategorijami WOS (Web of Science) kot podpodročji je dostopna na spletni strani agencije (http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/preslik-vpp-fos-wos.asp). Nazaj 2 Napišite povzetek raziskovalnega projekta (največ 3.000 znakov v slovenskem in angleškem jeziku) Nazaj 3 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja, rezultate in učinke raziskovalnega projekta in njihovo uporabo ter sodelovanje s tujimi partnerji. Največ 12.000 znakov vključno s presledki (približno dve strani, velikost pisave 11). Nazaj 4 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikost pisave 11) Nazaj 5 V primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta oziroma v primeru sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine v zadnjem letu izvajanja projekta, napišite obrazložitev. V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikost pisave 11). Nazaj 6 Navedite znanstvene dosežke, ki so nastali v okviru tega projekta. Raziskovalni dosežek iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) vpišete tako, da izpolnite COBISS kodo dosežka - sistem nato sam izpolni naslov objave, naziv, IF in srednjo vrednost revije, naziv FOS področja ter podatek, ali je dosežek uvrščen v A'' ali A'. Nazaj 7 Navedite družbeno-ekonomske dosežke, ki so nastali v okviru tega projekta. Družbeno-ekonomski rezultat iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) vpišete tako, da izpolnite COBISS kodo dosežka - sistem nato sam izpolni naslov objave, naziv, IF in srednjo vrednost revije, naziv FOS področja ter podatek, ali je dosežek uvrščen v A'' ali A'. Družbeno-ekonomski dosežek je po svoji strukturi drugačen kot znanstveni dosežek. Povzetek znanstvenega dosežka je praviloma povzetek bibliografske enote (članka, knjige), v kateri je dosežek objavljen. Povzetek družbeno-ekonomskega dosežka praviloma ni povzetek bibliografske enote, ki ta dosežek dokumentira, ker je dosežek sklop več rezultatov raziskovanja, ki je lahko dokumentiran v različnih bibliografskih enotah. COBISS ID zato ni enoznačen, izjemoma pa ga lahko tudi ni (npr. prehod mlajših sodelavcev v gospodarstvo na pomembnih raziskovalnih nalogah, ali ustanovitev podjetja kot rezultat projekta _ - v obeh primerih ni COBISS ID). Nazaj 8 Navedite rezultate raziskovalnega projekta iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 7 in 8 (npr. ker se ga v sistemu COBISS ne vodi). Največ 2.000 znakov, vključno s presledki. Nazaj 9 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja Nazaj 10 Največ 4.000 znakov, vključno s presledki Nazaj 11 Največ 4.000 znakov, vključno s presledki Nazaj 12 Rubrike izpolnite / prepišite skladno z obrazcem "izjava sofinancerja" http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/, ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija - izvajalka projekta. Nazaj 13 Navedite en izjemni znanstveni dosežek in/ali en izjemni družbeno-ekonomski dosežek raziskovalnega projekta v letu 2012 (največ 1000 znakov, vključno s presledki). Za dosežek pripravite diapozitiv, ki vsebuje sliko ali drugo slikovno gradivo v zvezi z izjemnim dosežkom (velikost pisave najmanj 16, približno pol strani) in opis izjemnega dosežka (velikost pisave 12, približno pol strani). Diapozitiv/-a priložite kot priponko/-i k temu poročilu. Vzorec diapozitiva je objavljen na spletni strani ARRS http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/, predstavitve dosežkov za pretekla leta pa so objavljena na spletni strani http://www.arrs.gov.si/sl/analize/dosez/. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2013 v1.00 29-6A-84-CF-8F-C4-3E-C6-45-89-53-71-78-C6-47-90-0C-3A-77-6D VEDA NARAVOSLOVJE Področje: 1.02.01 Fizika kondenzirane materije Dosežek 1:_ Osnovno stanje relaksorskih feroelektrikov in ogromen elektrokaloričen pojav PRL 109, 037601 (2012) PHYSICAL REVIEW LETTERS week ending 20 JULY 2012 Nikola Novak,' Rasa Pirc,''^ Magdalena Weticka,^ and Zdravko Kutnjak^'^ Kalorimetrični študij prehoda iz steklastega relaksorskega stanja v feroelektrično stanje je dal odgovor na več desetletij odprto vprašanje o naravi osnovnega stanja v relaksorskih feroelektrikih. 0 200 400 600 800 1000 1200 E (kV/cm) L. films 2-6 )im thick ; 7 mm 30 k BJj Elektrokalorične raziskave narejene v sodelovanju z B. Malič, H. Uršič in Q.M. Zhangom so bila v 2012 več kot sto krat citirana v mednarodni literaturi E (kV/cm)