ISSN 0351-9716
SLOVENSKA ZNANOST IN INDUSTRIJA SE POVEZUJETA Posvet o naprednih materialih 2006 na Institutu "Jo`ef Stefan"
Tehnolo{ki center SEMTO (za sklope, elemente, materiale, tehnologije in opremo za elektrotehniko), Ljubljana, zdru`uje podjetja, kjer se strokovnjaki ukvarjajo s problematiko novih materialov, to poslanstvo pa je tudi temeljni razlog in moto Posveta o naprednih materialih, organiziranega s sodelovanjem in v prostorih Instituta "Jo`ef Stefan" v ~etrtek in petek, 16. in 17. 11. 2006. Cilj posveta je bil povezati laboratorije na razli~nih raziskovalnih in{titucijah, univerzah in znotraj podjetij, da bi udele`enci iz industrije dobili celovito sliko na podro~ju temeljnih in aplikativnih raziskav, udele`enci iz raziskovalnih in{titucij pa informacije o potrebah za aplikacije v izdelkih.
Interes centra SEMTO je {iriti znanje, zato so organizirali posvet med strokovno in znanstveno srenjo, s ciljem, da bi pregledno predstavili stanje in smernice razvoja na podro~ju naprednih materialov za uporabo v tehniki, elektroniki, mikroelektroniki ter polimernih in elastomernih materialov ter tako omogo~ili pospe{en razmislek o mo`nostih sodelovanja. Tehnolo{ki center ima precej ~lanov, podjetij in laboratorijev, kjer se strokovnjaki ukvarjajo s problematiko novih materialov. Interes centra je {iriti znanje med samimi uporabniki ter razvijalci novih tehnologij, saj informacije deloma zaradi razvoja niso javne. Razvoj novih materialov je ena najbolj pomembnih razvojnih smeri sodobne slovenske znanosti, {e bolj pomembna pa je prepletenost gospodarske rabe z razvojem, ki je `e danes velika in zelo produktivna.
Strokovnjaki, ki delujejo v industrijskih vejah, so se z znanstveniki, ki se ukvarjajo z osnovnimi in aplikativnimi raziskavami, pogovarjali o mo`nostih sodelovanja in pretoka znanja.
Predstavili so se strokovnjaki in raziskovalci podjetij MAGNETI Ljubljana, TECOS, Veplas, Iskraemeco, Sava, Plasttehnika, Isokon, ETI Izlake, Iskra kondenzatorji, Cinkarna Celje in mnogih drugih slovenskih podjetij, ki se ukvarjajo z razvojem novih materialov. Pri vsem tem so razvoju v industrijskih vejah v pomo~ znanstveniki, ki se z razvojem materialov ukvarjajo na drugih znanstvenoraziskovalnih in izobra`evalnih in{titucijah (Institut "Jo`ef Stefan", Fakulteta za strojni{tvo, Kemijski in{titut, Fakulteta za Kemijo in kemijsko tehnologijo, Univerza v Novi Gorici, Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko in ra~unalni{tvo iz Maribora itd.).
Slovenija ima na podro~ju naprednih materialov veliko dobrih raziskovalcev, ki pa si morajo poti do
uporabnikov iskati sami oz. v sodelovanju z gospodarstvom. "Zato je tak{no sre~anje za vse nas tako pomembno, saj omogo~a izmenjavo idej, s tem pa tudi njihovo nadgradnjo in kar se da optimalne re{itve", je ob odprtju dvodnevnega sre~anja na Institutu "Jo`ef Stefan" poudaril direktor Instituta prof. dr. Jadran Lenar~i~.
Ker je bil ~as posveta omejen na dva dneva, v katerih so si sodelujo~i ogledali tudi laboratorije Instituta "Jo`ef Stefan", je moralo skoraj 50 sodelu-jo~ih prispevke predstaviti zgo{~eno in pregledno. "Da zveni, mora biti material zelo trden", je povedal vodja posveta Jo`ef Perne, direktor Tehnolo{kega centra SEMTO, in za pri~etek predavanj drugega dne pozvonil s kerami~nim zvon~kom. "Prvi dan smo veliko poslu{ali o keramiki," je rekel Perne, "zato ni {kode, ~e jo drugi dan tudi uporabimo."
Mo`nosti za razvoj in uporabo naprednih materialov so {iroke in neskon~ne, so se strinjali sodelu-jo~i. Med njimi je ena najbolj futuristi~nih morda tudi razvoj in uporaba nano`i~k, o katerih je govoril prof. dr. Dragan Mihailovi}, ali pa razvoj trdih nano-strukturnih za{~itnih prevlek, ki ga je predstavil dr. Peter Panjan (oba Institut "Jo`ef Stefan"). Kako pa narediti material, ki je elasti~en ({irjenje po telesu), a z visoko gostoto (po snoveh), da bo lahko z uporabo pripomogel pri re{evanju vsakdanjih tegob sodobnega ~loveka? Ena izmed v prihodnosti morda najbolj uporabnih mo`nosti je razvoj novih materialov za zvo~no izolacijo, je ugotavljal dr. Iztok [vab iz podjetja ISOKON, Slovenske Konjice, enega od mnogih aktivnih ~lanov grozda Plasttehnika, ki je spregovoril o razvoju (polimernih) materialov v ta namen. Hrup je zelo mote~ dejavnik, negativno vpliva na po~utje, psiholo{ko stanje ljudi.
Strokovnjaki s Kemijskega in{tituta so spregovorili o razvoju polimernih nanokompozitov v gumarski industriji, o razvoju polimernih nanopremazov. ^eprav se `e komercialno uporabljajo, je {e vedno veliko neraziskanih parametrov, s katerimi lahko spreminjamo lastnosti nanokompozitov, odpornost proti kemikalijam, trdnost, izbolj{anje trajnosti in drugo. Za{~itni premazi so glede razvoja v vzponu, s spreminjanjem vsebnosti dol~enih koponent se pri nanokompozitih izbolj{ajo mehanske lastnosti, zmanj-{a se prepustnost plinov, la`e se reciklira, slab{e gori in je bolj kemijsko odporen.
Z Instituta "Jo`ef Stefan" so na predavanjih sodelovali tudi vodje kar osmih od ve~ kot dvajsetih razli~nih odsekov Instituta. Paleta tem, ki so jih
30
VAKUUMIST 26/4 (2006)
Slika 1: Nano`i~ke med `iv~nimi celicami (vir Technology Review)
predstavili, pa je bila zelo {iroka - od nanomaterialov, kvazikristalov, elastomerov do tehnologij za obdelavo in karakterizacijo povr{in sodobnih materialov, elektronske, in`enirske in biokeramike, nanostrukturnih prevlek in procesiranja keramike, intermetalnih zlitin, magnetnih materialov, tankih plasti in nano`i~k.
Materiali so danes klju~ni za oblikovanje izbolj{anih ali novih funkcij dolo~enega izdelka; tako lahko da nova lastnost materiala izdelku tudi novo funkcionalnost, lahko ga bistveno poceni ali sploh v osnovi omogo~i nov izdelek.
"Informacije so na posvetu potekale v dveh smereh: informacije o temeljnih in aplikativnih raziskavah od institucij znanja proti industrijskim uporabnikom ter informacije o aplikativnih razvojnih problemih in potrebah od podjetij proti institucijam znanja," je zagotovil Jo`ef Perne, direktor Tehnolo{kega centra SEMTO. "Udele`enci so tako dobili celovitpregled na podro~ju temeljnih raziskav, aplikativnih raziskav in razvoja materialov, kot tudi pregled potreb za aplikacije v izdelkih."
"Pomembno je, da predstavniki raziskovalnih institucij in univerz ter gospodarstva med seboj sodelujemo, kajti le tako bomo lahko {e uspe{nej{i," je v uvodnem nagovoru povedala prof. dr. Marija Kosec, vodja Centra odli~nosti Materiali za elektroniko
Slika 2: Dve zlati nanokroglici, povezani z nano`i~ko MOSI (vir IJS)
VAKUUMIST 26/4 (2006)
ISSN 0351-9716
Slika 3: Ve~plastno prevleko CrN/TiAlN (na sliki) so naredili v Centru za trde prevleke na Institutu "Jo`ef Stefan", kjer sodelujejo z ve~ kot 150 industrijskimi partnerji iz Slovenije in tujine. Ve~plastne prevleke so primerne za razli~na podro~ja uporabe, saj imajo v splo{nem ve~jo trdoto in so bolj `ilave od enoplastnih prevlek.
Slika 4: Nekateri nanostrukturirani materiali so pogosto `e ob sintezi urejeni v obliki nanocevk in nano`ic, ki se kon~ajo kot atomsko ostre konice. Le-te omogo~ajo hladno emisijo elektronov v zmerno mo~nem elektri~nem polju, kar lahko uporabimo v vrsti elektronsko opti~nih naprav. Na zgornji sliki je vakuumska diodna celica za meritev in opazovanje kotne porazdelitve emitiranega toka (naredili so jo v Odseku za tehnologijo povr{in in optoelektroniko na Insitutu "Jo`ef Stefan" v sodelovanju s podjetjem LPKF), ki izhaja iz anorganskih nanocevk, sinteti-ziranih na IJS. Na spodnji sliki je vzorec elektronov, ki izhaja iz osamljene nanocevke. Med njo in zaslonom je name{~ena fina kovinska mre`ica. Strukturo dodatne slike povzro~ijo sipani in odbiti sekundarni elektroni, ki izhajajo iz mre`ice.
31
ISSN 0351-9716
naslednje generacije ter drugih prihajajo~ih tehnologij. "In {e nekaj je: sre~anje prihaja ravno ob pravem ~asu, kajti ~ez dober mesec se odpira 7. okvirni program, kjer so materiali posebna prioriteta, svoje mesto pa bodo na{li tudi v informacijskih tehnologijah, v energetiki, aeronavtiki in {e drugje. Prav v teh dveh dneh smo predstavili stanje in mo`nosti nadaljnjega razvoja na podro~ju naprednih materialov in s tem tudi mo`nosti za umestitev v evropske projekte", je {e dejala prof. dr. Ko{~eva.
Zavedanje o pomenu materialov v vsakdanjem `ivljenju, v industrijskih izdelkih, v tehnolo{kih procesih, v medicini je relativno novo, a vse bolj izrazito. Danes najdemo na primer keramiko v vsakem gospodinjstvu, saj so kerami~ni deli vgrajeni v vsaki elektri~ni in elektronski napravi, najdemo jo v avtomobilih, kjer poleg drugih delov kotsenzor kontrolira v`ig motorja, najdemo jo v vesoljski tehniki, kjer se izkori{~a  njena  izjemna  obstojnost  pri  visokih
temperaturah in odpornost proti obrabi. Brez kera-mi~nih materialov ne bi bilo vesoljskih plovil. S te`njo po vse ve~ji kvaliteti `ivljenja se hitro prebijajo tudi v medicino, bodisi kot implantati (keramika lahko nadome{~a kosti, zobe) bodisi jih uporabljajo v medicinskih diagnosti~nih in terapevtskih aparatih. Za zdaj so to predvsem tisti na osnovi ultrazvoka, ki ga generirajo piezokerami~ni pretvorniki in z njimi opazujemo notranje organe, kmalu bomo lahko tudi ko`o, o~i.
Splo{na ugotovitev je bila, da je bilo to prvo sre~anje raziskovalcev z institutov in strokovnjakov iz industrije zelo uspe{no in koristno. Zato upamo, da bo podobnih sre~anj v prihodnje ve~.
dr. [pela Stres Institut "Jo`ef Stefan" Jamova 39 1000 Ljubljana
32
VAKUUMIST 26/4 (2006)