Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/168 ZAKLJUČNO POROČILO O REZULTATIH RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1. Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta L2-0618 Naslov projekta Fizika in kemija mejnih površin nanostrukturiranih kovinskih materialov Vodja projekta 5675 Monika Jenko Tip projekta L Aplikativni projekt Obseg raziskovalnih ur 4.170 Cenovni razred D Trajanje projekta 02.2008 - 01.2011 Nosilna raziskovalna organizacija 206 Inštitut za kovinske materiale in tehnologije Raziskovalne organizacije -soizvajalke 106 Institut "Jožef Stefan" 1610 ŠTORE STEEL podjetje za proizvodnjo jekel, d.o.o. Družbenoekonomski cilj 12. Splošni napredek znanja - RiR financiran iz splošnih univerzitetnih fondov (SUF) . Družbeno-ekonomski cilj1 Šifra 06. Naziv Industrijska proizvodnja in tehnologija 2. Sofinancerji2 1. Naziv ŠTORE STEEL podjetje za proizvodnjo jekel, d.o.o. Naslov ŽELEZARSKA CESTA 3, 3220 ŠTORE. 2. Naziv Naslov 3. Naziv Naslov B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 3. Poročilo o realizaciji programa raziskovalnega projekta3 Med pomembne strateške usmeritve IMT sodi razvoj metodologij za karakterizacijo nanostruktur kovinskih materialov kot tudi za nanostrukturiranje površin kovinskih materialov na najvišjem nivoju ločljivosti in občutljivosti. Tako smo v okviru projekta izvajali vzporedno dva večja tematska sklopa 1 Razvoj in implementacija analitskih tehnik za karakterizacijo na nano in atomski skali, 2 morfološka, strukturna in kemijska karakterizacija specifičnih kovinskih materialov ad 1) razvoj in implementacija analitskih tehnik kemijska karakterizacija je v zadnjih dveh desetletjih z razvojem novih naprav V okviru projekta smo razvili in ali osvojili nove metodologije za karakterizacijo nanostrukturiranih kovinskih materialov in mejnih površin na nano in atomski skali. Projekt sestoji iz treh tematik in sicer prva obravnava karakterizacijo mejnih plasti (interface) nanostrukturiranih prevlek, ki se uporabljajo za preprečevanje biološkega nalaganja v vodnem okolju. Predmet raziskav so bile mejne površine med nanostrukturirano prevleko in podlago, substratom. Raziskali smo nanostrukturirane polimerne plasti, ITO plasti in PACVD TiN in SiOx plasti, ki so bile nanesene na steklo, silicij, jeklo in titan. Za karakterizacijo tovrstnih plasti smo razvili novo eksperimentalno metodo za pripravo vzorcev. Za študij mejne plasti med npr. mehko polimerrno prevleko in trdo podlago smo uvedli in osvojili novo eksperimentalno tehniko priprave vzorcev, ki je prej v slovenskem prostoru ni bilo. Vzorec režemo in poliramo obenem s snopom Ar ionov in nabavili opremo (ion cross section polisher). Nadalje smo razvili novo tehniko, ki nam je omogočila študij debelejših prevlek z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo XPS. Objavili smo vrsto člankov skupaj raziskovalnimi skupinami, ki so pripravile polimerne prevleke in raziskovalnimi skupinami, ki so testirale odpornost prevlek proti biološkemu nalaganju. V okviru projekta smo nameravali obstoječi XPS spektrometer opremiti z ionsko puško C60, vendar zaradi togosti proizvajalca nismo uspeli. Omenjeno ionsko puško izdeluje Physical electronics, je patentirana in je na voljo samo tistim laboratorijem, ki imajo njihov XPS spektrometer. ITO plasti in PACVD TiN SiOx plastii smo karakterizirali z novim visokoločljivim presevnim elektronskim mikroskopom, ki je opremljen z STEM enoto in EDS analitsko tehniko. Osvojili smo novo eksperimentalno tehniko priprave vzorcev debeline do 10 nanometrov, pri tem smo uporabili nov instrument (ionslicer), ki združuje tri naprave in uspešno osvojili TEM raziskave nebiocidnih prevlek za preprečevanje biološkega nalaganja v vodnem okolju. Druga tematika obravnava karakterizacijo nanostrukturiranih površin FeSi2 zlitin. Raziskali smo adsorbcijo P "in situ" v analizni posodi Augerjevega spektrometra v temperaturnem področju od 600 do 850oC v okolju ultravisokega vakuuma na polikristalnih zlitinah in na osnovni površini monokristala Fe(110), kateremu je bil dodano 0.05% selena. Selen je površinsko aktivni element, ki pri povišanih temperaturah segregira na površino in povzroči rekonstrukcijo površine-facetiranje. Na IMT smo razvili eksperimentalnoa tehniko za meritve ravnotežne segregacije "in situ" in za določanje mehanizma in kinetike segregacije. Pojav facetiranja smo v okviru doktorskega dela Ionsko modificirane površine na nano skali in primerjali s pojavom nastanka riplov pri nižjih temperaturah in z uporabo ionskega snopa. Odprlo se je novo področje raziskav nanostrukturiranja površin z porabo ionskega snopa, ki je obetaven in cenejši proces kot nanolitografija. Pri razvoju eksperimentalnih metod za raziskavo pojajov rekosntrukcije površine s HRTEM metod je sodelovala tudi skupina dr.M.Čeha iz IJS. Poleg tega smo skupaj z raziskovalno skupino prof. A. Juana iz univerze Bahia Blanca Argentina teoretično obdelali z DFT modelom adsorbcijo Se na površin Fe(110). Na tej tematiki poteka plodno sodelovanje tudi z raziskovalno skupino prof. Uga Valbusa iz Genove, kjer je na podoktorskem usposabljanju raziskovalka, ki je zaključila podiplomsko izobraževanje na MPŠ. Tretja tematika obravnava razvoj metodologije za raziskave dislokacijskih podstruktur avstenita in martenzita v zlitini 51CrMoV4, ki se uporablja za visokostrdnostne vzmeti v avtomobilski industriji. Ta tematika je zanimiva za podjetje Štore Steel, ki je proizvajalec jekla za visokotrdnostne vzmeti. Poleg omenjenga so nekovinski vključki v jeklu merodajni za kakovost jekla in posredno vzmeti. Zato je bila v okviru diplomskega dela Primerjalna analiza zlitine 51CrV4 in strukturiranje rezultatov izdelana nova metodologija za določanje vsebosti nekovinskih vključkov in za prostorsko porazdelitev le-teh, kar predstavlja popolnoma nov pristop saj v nam dostopni literaturi tega nismo zasledili. V izdelavi je tudi doktorsko delo "Karakterizacija in modeliranje mikrostrukture vzmetnih jekel z uporabo genetskega algoritma" v okviru Nanoznanosti in nanotehnologije -Napredni kovinski materiali , ki jo izvaja ta skuapj IJS in IMT na Mednarodni šoli Jožef Stefan. 4. Ocena stopnje realizacije zastavljenih raziskovalnih ciljev4 Projekt sestavljajo tri tematike, zastavljene cilje smo realizirali v celoti. Za študij mejne plasti med npr. mehko polimerrno prevleko in trdo podlago smo uvedli in osvojili novo eksperimentalno tehniko priprave vzorcev, ki je prej v slovenskem prostoru ni bilo. Vzorec režemo in poliramo obenem s snopom Ar ionov in nabavili opremo (ion cross section polisher). Nadalje smo razvili novo tehniko, ki nam je omogočila študij debelejših prevlek z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo XPS. Objavili smo vrsto člankov skupaj raziskovalnimi skupinami, ki so pripravile polimerne prevleke in raziskovalnimi skupinami, ki so testirale odpornost prevlek proti biološkemu nalaganju. . Druga tematika obravnava karakterizacijo nanostrukturiranih površin FeSi2 zlitin. Na IMT smo razvili eksperimentalnoa tehniko za meritve ravnotežne segregacije "in situ" in za določanje mehanizma in kinetike segregacije. Pojav facetiranja smo v okviru doktorskega dela Ionsko modificirane površine na nano skali in primerjali s pojavom nastanka riplov pri nižjih temperaturah in z uporabo ionskega snopa. Odprlo se je novo področje raziskav nanostrukturiranja površin z porabo ionskega snopa, ki je obetaven in cenejši proces kot nanolitografija. Pri razvoju eksperimentalnih metod za raziskavo pojajov rekosntrukcije površine s HRTEM metod je sodelovala tudi skupina dr.M.Čeha iz IJS. Poleg tega smo skupaj z raziskovalno skupino prof. A. Juana iz univerze Bahia Blanca Argentina teoretično obdelali z DFT modelom adsorbcijo Se na površin Fe(110). Na tej tematiki poteka plodno sodelovanje tudi z raziskovalno skupino prof. Uga Valbusa iz Genove, kjer je na podoktorskem usposabljanju raziskovalka, ki je zaključila podiplomsko izobraževanje na MPŠ. Tretja tematika je zanimiva za podjetje Štore Steel, ki je proizvajalec jekla za visokotrdnostne vzmeti. Poleg omenjenga so nekovinski vključki v jeklu merodajni za kakovost jekla in posredno vzmeti. Zato je bila v okviru diplomskega dela Primerjalna analiza zlitine 51CrV4 in strukturiranje rezultatov izdelana nova metodologija za določanje vsebosti nekovinskih vključkov in za prostorsko porazdelitev le-teh, kar predstavlja popolnoma nov pristop saj v nam dostopni literaturi tega nismo zasledili. V izdelavi je tudi doktorsko delo "Karakterizacija in modeliranje mikrostrukture vzmetnih jekel z uporabo genetskega algoritma" v okviru Nanoznanosti in nanotehnologije -Napredni kovinski materiali , ki jo izvaja ta skuapj IJS in IMT na Mednarodni šoli Jožef Stefan. 5. Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine5 Program je potekal po predvidenem planu zato ni bilo spremeb. 6. Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine6 Znanstveni rezultat 1. Naslov SLO Optimizacija lastnosti siloksan prevlek za preprečevanje biolfoulinga : primerjava prevlek nanesenih s PACVD in PACVD-PVD postopki ANG Optimisation of the properties of siloxane coatings as antibiofouling coatinqs : comparison of PACVD and hybrid PACVD-PVD coatinqs Opis SLO PACVD siloksan prevleke iz mešanice hexamethyldisiloxane (HMDSO) in O2, in hibridne prevleke nanesen simultano s naprševanjem SI in hexamethyldisiloxane HMDSO +O2 so bile pripravljene na steklu in na jeklu. Raziskali smo vpliv dodatnega Si na različna razmerja HMDSO/O2. ANG in hybrid coatings deposited by simultaneous sputtering of silicon and plasma polymerisation of HMDSO + O2 were prepared on glass and steel substrates. oxygen content and surface energy increased with decreasing HMDSO/O2 ratio in hybrid coatings. Objavljeno v NAVABPOUR, Parnia, TEER, Dennis, SU, Xueju, LIU, Chen, WANG, Su, ZHAO, Qi, DONIK, Črtomir, KOCIJAN, Aleksandra, JENKO, Monika. . Surf. coat. technol.. [Print ed.], 2010, vol. 204, iss. 20, str. 3188-3195, Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 797866 2. Naslov SLO Fluor siloksan kopolimer za preprečevanje biološkega nalaganja ANG Fluorinated/siloxane copolymer blends for fouling release : chemical characterisation and biological evaluation with algae and barnacles. Opis SLO Fluoriran/siloksan kopolimer za preprečevanje biološkega nalaganja so bili pripravljeni iz fluoriran/siloksan kopolimer s polidimetil siloksan matriksom. XPS globinski profili so bili uporabljeni za karakterizacijo le-teh ANG Fouling-release coatings were prepared from blends of a fluorinated/siloxane copolymer with a poly(dimethyl siloxane) (PDMS) matrix in order to couple the low modulus character of PDMS with the low surface tension typical for fluorinated polymers. X-ray photoelectron spectroscopy depth profiling analyses were performed . Objavljeno v MARABOTTI, Ilaria et all: Biofouling (Chur Switz.), 2009, vol. 25, iss. 6, str. 481-493 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 723626 3. Naslov SLO Potencial nanostrukturiranih prevlek na osnovi silicijevih oksidov deponiranih s PACVD za kontrolo biološkega nalaganja ANG The potential of nano-structured silicon oxide type coatings deposited by PACVD for control of aquatic biofouling Opis SLO SiO[sub]x prevleke so bile nanesene na steklo s CVD oziroma PACVD postopkom hexamethylsiloxane prekurzor, so pokazale da so odporne proti adheziji sladkovodnih bakterij Pseudomonas fluorescens ANG SiO[sub]x-like coatings were deposited on glass slides from a by plasma-assisted CVD (PACVD). . The most hydrophobic coatings also showed good performance against a freshwater bacterium, Pseudomonas fluorescens Objavljeno v AKESSO, Laurent et all, Biofouling (Chur Switz.), 2009, vol. 25, iss. 1, str. 55-67 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 707754 4. Naslov SLO Karakterizacija večplastne PACVD TiN/Ti(B-N)/TiB2 prevleke za orodna jekla za delo v vročem s tehnikami elektronske spektroskopije. ANG Characterization of multilayer PACVD TiN/Ti(B-N)/TiB2 coatings for hot-worked tool steels using electron spectroscopy techniques Opis SLO Večplastne Ti(B-N) plasti so bile nanesene po postopku PACVD smo raziskali z različnimi tehnikami osnovanimi na elektronski spektroskopiji. Razvili smo posebno eksperimentalno metodo na osnovi FE-AES za raziskavo sestave posameznih plasti v večplastni prevleki. ANG Multilayer Ti(B-N) layers have been sandwiched between a TiN coating on treated AISI H11 steel and an outermost TiB[sub]2 coating. The multilayer coating have been characterized using electron spectroscopy techniques. FE-AES was used to examine the composition of the multilayered films since it has a smaller analysis depth. Objavljeno v JENKO, Monika, MANDRINO, Djordje, GODEC, Matjaž, GRANT, John T., LESKOVŠEK, Vojteh. = Mater. tehnol., 2008, letn. 42, št. 6, str. 251-255 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 699562 5. Naslov SLO Parametri depozicije za izboljšanje izločanja biološkega nalaganja tanke PACVD plasti siloksana ANG Deposition parameters to improve the fouling-release properties of thin siloxane coatings prepared by PACVD Vrsta SiOx tankih plasti je bila nanesena na steklene substrate s PACVD Opis SLO tehniko in z uporabo prekurzorjev hexamethylsiloxane. Tanke plasti so imele podobne lastnosti kot SiO plasti, preprečujejo adhezijo bakterij v sladki vodi ANG A range of SiO[sub]x-like coatings were deposited on glass slides from a by plasma-assisted CVD resulting coatings were close to SiO[sub]2. For both the removal of sporelings of the marine green alga Ulva linza and the initial adhesion of the freshwater bacterium. Objavljeno v AKESSO, Laurent et all, Appl. surf. sci.. [Print ed.], 2009, vol. 255, iss. 10, doi: 10.1016/j.apsusc.2009.02.032. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 712106 7. Najpomembnejši družbeno-ekonomsko relevantni rezultati projektne skupine6 Družbeno-ekonomsko relevantni rezultat 1. Naslov SLO PACVD dupleks prevleka za aplikacijo vročega kovanja ANG A PACVD duplex coating for hot-forging applications. Opis SLO Eksperimentalni rezultati kažejo da je depozicija primerne dupleks PACVD prevleke na primerni podlagi vodi do izboljšanih triboloških lastnosti ANG The experimental results indicate that the deposition of a proper duplex PACVD coating and the use of a proper substrate treatment lead to improved tribological properties and a longer lifetime for the hot-forging die. Šifra B.06 Drugo Objavljeno v LESKOVŠEK, Vojteh, PODGORNIK, Bojan, JENKO, Monika. Wear. [Print ed.], 2009, vol. 266, iss. 3/4, str. 453-460. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 717738 2. Naslov SLO Študij adsorbcije Se z metodo DFT (Density Functional Theory ANG Density functional theory study of selenium adsorption on Fe(1 1 0). Opis SLO Adsorbcija Se na površini monokristal Fe(110) je bila raziskana z uporabo DFT. Selen je adsorbiran na visokih mestih simetrije: kratek in dolg most in na vrhu mest 1/2, 1/4 in 1 monoplast. ANG The adsorption of atomic Se on a Fe(1 1 0) surface is examined using the density functional theory (DFT). Selenium is adsorbed in high-symmetry adsorption sites: the -short and long-bridge, and atop sites at 1/2, 1/4, and 1 monolayer (ML) coverages. Šifra B.06 Drugo Objavljeno v GONZALEZ, E. A., JASEN, P. V., BECHTHOLD, P., JUAN, A., ŠETINA, Barbara, JENKO, Monika. Appl. surf. sci.. [Print ed.], 2011, vol. 257, no. 15, str. 6878-6883, Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 854186 3. Naslov SLO Karakterizacija vključkov v vzmetnih jeklih s svetlobno in vrstično elektronsko mikroskopijo. ANG Characterization of the inclusions in spring steel using light microscopy and scanning electron microscopy Opis SLO Vključke v vzmetnih jeklih smo raziskali s svetlobno in vrstično elektronsko mikroskopijo. GEVT smo uporabili za ugotavljanje prostorske porazdelitve vključkov ANG The inclusions in spring steel were investigated with light microscopy and scanning electron microscopy. Generalized extreme value theory was applied to the size distribution of the inclusions. Šifra B.06 Drugo Objavljeno v BYTYQI, Arsim, PUKŠIČ, Nuša, JENKO, Monika, GODEC, Matjaž.:, Mater. tehnol., 2011, letn. 45, št. 1, str. 55-59 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 851114 Prelomne značilnosti ledeburitnega Cr-V-jekla Vanadis 4. Naslov SLO ANG Fracture characteristics of the Cr-V ledeburitic steel Vanadis 6 Opis SLO V članku so predstavljeni detajli o opravljenih preizkusih in predstavljena je razlaga vedenja materiala z upoštevanjem mikrostrukture. ANG The paper presents some details on the experiments performed including possible explanation of the material's behaviour considering microstructure investigations Šifra B.05 Gostujoči profesor na inštitutu/univerzi Objavljeno v JURČI, Peter, ŠUŠTARŠIČ, Borivoj, LESKOVŠEK, Vojteh. 6. Mater. tehnol., 2010, letn. 44, št. 2, str. 77-84, Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 803754 5. Naslov SLO Primerjalna analiza zlitine 51CrV4 in strukturiranje rezultatov ANG Comparative analysis of steel 51CrV4 and structuring of results Opis SLO Analiza zlitine 51CrV4 s LM, FE-SEM in FE-AES. pogostost vključkov in porazdelitev njihovih velikosti dobimo z računalniško obdelavo LM posnetkov ANG Analysis of the 51CrV4 alloy was performed using LM, FE-SEM anfd FE-AES The rate of occurence of the inclusions and their size distribution are given as results of computer aided analysis of light micrographs. Šifra D.09 Mentorstvo doktorandom Objavljeno v Univ. v Ljubljani, Fak. za matematiko in fiziko, Oddelek za fiziko Tipologija 2.11 Diplomsko delo COBISS.SI-ID 2262372 8. Drugi pomembni rezultati projetne skupine8 Zelo pomemben rezultat projektne skupine je sodelovanje z UC-Berkeley (University of California-Berkeley). Omenjena univerza zavzema 2. mesto na lestvici najboljših univerz na svetu po najbolj znani t.i. Šanghajski lestvici. Rezultat sodelovanja je skupni članek, "Biologically inspired porous cooling membrane using arrayed-droplets evaporation. Appl. phys. lett., 2010, vol. 96, str. 163703/1-163703/3. http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ApPhL.96p3703K, doi: 10.1063/1.3332398. [COBISS.SI-ID 802986], avtorjev KOKALJ, Tadej, CHO, H., JENKO, Monika, LEE, P." Član programske skupine dr. Tadej Kokalj je dobil Fulbrightovo štipendijo za nadaljevanje skupnega sodelovanja v letu 2011 pri prof. LEEju na UC-Berkeley. Dr Marjetka Conradi pa se usposablja na Katoliški univerzi Lueven v Belgiji, s katero IMT uspešno sodeluje. Podiplomsko izobraževanje na Mednarodni podiplomski šoli Jožef Stefan, ki se ji je pridružil IMT je tudi pomemben dosežek . V okviru tega izobraževanja sta bila v letu 2010 zaključena dva doktorata in dva magisterija. Na MPŠ se izobražuje in raziskovalno usposablja 9 podiplomskih študentov od tega štrije MR in dva MR preko TIA in trije preko projektov. Člani projektne skupine smo v letih trajanja projekta 2007- 2010 objavili 29 člankov v prvem kvartilu in 27 člankov v drugem kvartilu kar je dokaj dober dosežek 14 v tretjem in 26 v četrtem kvartilu. 9. Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine9 9.1. Pomen za razvoj znanosti10 SLO V okviru projekta smo razvili in ali osvojili nove metodologije za karakterizacijo nanostrukturiranih kovinskih materialov in mejnih površin na nano in atomski skali. Projekt sestoji iz treh tematik in sicer prva obravnava karakterizacijo mejnih plasti (interface) nanostrukturiranih prevlek, ki se uporabljajo za preprečevanje biološkega nalaganja v vodnem okolju. Predmet raziskav so bile mejne površine med nanostrukturirano prevleko in podlago, substratom. Za karakterizacijo tovrstnih plasti smo razvili novo eksperimentalno metodo za pripravo vzorcev. Za študij mejne plasti med npr. mehko polimerrno prevleko in trdo podlago smo uvedli in osvojili novo eksperimentalno tehniko priprave vzorcev, ki je prej v slovenskem prostoru ni bilo. Vzorec režemo in poliramo obenem s snopom Ar ionov in nabavili opremo (ion cross section polisher). Nadalje smo razvili novo tehniko, ki nam je omogočila študij debelejših prevlek z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo XPS. Druga tematika obravnava karakterizacijo nanostrukturiranih površin FeSi2 zlitin. Raziskali smo adsorbcijo P "in situ" v analizni posodi Augerjevega spektrometra v temperaturnem področju od 600 do 850oC v okolju ultravisokega vakuuma na polikristalnih zlitinah in na osnovni površini monokristala Fe(110), kateremu je bil dodano 0.05% selena. Selen je površinsko aktivni element, ki pri povišanih temperaturah segregira na površino in povzroči rekonstrukcijo površine-facetiranje. Na IMT smo razvili eksperimentalnoa tehniko za meritve ravnotežne segregacije "in situ" in za določanje mehanizma in kinetike segregacije. Pojav facetiranja smo v okviru doktorskega dela Ionsko modificirane površine na nano skali in primerjali s pojavom nastanka riplov pri nižjih temperaturah in z uporabo ionskega snopa. Odprlo se je novo področje raziskav nanostrukturiranja površin z porabo ionskega snopa, ki je obetaven in cenejši proces kot nanolitografija Tretja tematika je zanimiva za podjetje Štore Steel, ki je proizvajalec jekla za visokotrdnostne vzmeti. Poleg omenjenga so nekovinski vključki v jeklu merodajni za kakovost jekla in posredno vzmeti. Zato je bila v okviru diplomskega dela Primerjalna analiza zlitine 51CrV4 in strukturiranje rezultatov izdelana nova metodologija za določanje vsebosti nekovinskih vključkov in za prostorsko porazdelitev le-teh, kar predstavlja popolnoma nov pristop saj v nam dostopni literaturi tega nismo zasledili. V izdelavi je tudi doktorsko delo "Karakterizacija in modeliranje mikrostrukture vzmetnih jekel z uporabo genetskega algoritma" v okviru Nanoznanosti in nanotehnologije -Napredni kovinski materiali , ki jo izvaja ta skuapj IJS in IMT na Mednarodni šoli Jožef Stefan ANG_ In the frame of the project a new methodology was developed for the characterization of nanostructured metal materials and interface analysis at nano and atomic scale. The project consists of three topics, namely the first is to characterize the boundary layers (interface) of nanostructured coatings that prevent or reduce the adhesion of fouling organisms in the aquatic environment. The interfaces between the nanostructured coatings and metal substrates were the subject of the research. We developed a new experimental method for sample preparation for characterization of these layers. To study the boundary layer between soft polymer coating and hard substrate, a new experimental technique for sample preparation was introduced, and is the first such instrument in the Slovenian territory. The sample is cut and polished at the same time with an Ar ion-beam and purchased equipment (ion cross section polisher). Furthermore, we developed a new technique that enabled us to study thicker films by X-ray photoelectron spectroscopy XPS. The second part of the project was devoted to the characterization of nanostructured surfaces on FeSi2 alloy. The adsorption of P was investigated in situ in the analysis chamber of Auger spectrometer in the temperature range from 600 to 850 °C in ultra-high vacuum on polycrystalline alloys and the base surface of monocrystal Fe (110), with the addition of 0.05 % selenium. Selenium is a surface-active element, which at elevated temperatures segregates to the surface and cause surface-reconstruction faceting. An experimental technique for measurements of equilibrium segregation in situ was developed at IMT, and the mechanism and kinetics of segregation was determined. The phenomenon of faceting was compared to the formation of ripples at lower temperatures and with the ion beam application in the frame of PhD Thesis entitled "Ion beam modification of surfaces in the nanoscale domain". A new research field introducing the nanostructuring of the surface using ion beam was opened, which is a promising and less costly process than nanolithography. The third part of the projectis interesting for Štore Steel, a producer of steel for high-strength springs. The non-metallic inclusions are crucial for the desired quality of steels and springs. Therefore, in the frame of BSc Thesis entitled "Comparative analysis of 51CrV4 alloy and structuring of the results" a new methodology for determining content of non-metallic inclusions and their spatial distribution was produced, which represents a completely new approach not currently accessible in the literature data. The PhD thesis "Characterization and modelling of the microstructure of spring steel using genetic algorithm" is also under preparation as a part of Nanosciences and Nanotechnologies-Advanced Metallic Materials, in the frame of JSI and IMT at the Jožef Stefan International Postgraduate School. 9.2. Pomen za razvoj Slovenije11 SLO Rezultati razvoja novih metodologij in eksperimentalnih tehnik za karakterizacijo kovinskih materialov in kompozitov na atomski skali ter implementacija le-teh v slovenski prostor je zelo pomembno tako za razvoj slovenske znanosti in raziskav kot tudi za implementacijo v mala in srednja podjetja ter zavode. Rezultati prvega sklopa raziskav bodo vplivali na razvoj novih nanostrukturiranih površin prevlek za preprečevanje biološkega nalaganja v vodnem okolju, vplivali bodo tudi na slovensko gospodarstvo, razvoj PACVD prevlek, premazov in barv ter aplikacija na ladijkso pločevino slovenskega proizvajalca Rezultati drugega sklopa so pomembni tako za za podjetje ACRONI, ki je proizvajalec neorientirane elektro pločevine, zlitine FeSi2 kot tudi za proizvajalce nanastrukturiranih površin z ionskim snopom, mogoče nadomestilo za nanolitografske postopke in za podjetje LPKF, ki lahko v bodoče površino strukturia z ablacijo z laserskim žarkom. Rezultati tretjega sklopa raziskav pa so izredno pomembni za proizvajalca vzmetnih jekel za izdelavo visokotrdnostnih vzmeti za avtomobilsko industrijo. Posebno pomemben je model prostorske porazdelitve nekovinskih vključkov v vzmetnem jeklu, ki kaže na soodvsnost z mehanskimi lastnostmi ANG_ Results of development of new methodologies and experimental techniques for characterization of metallic materials and composites on nano and atomic scale as well as implementation to Slovenia is very important for Slovenian R&D. Direct impact of the project to Slovenian economy and society of the results of the first topic of the project is through the development of new advanced nanostructured surfaces of coatings to prevent bio fouling in aquatic media. The results will also impact on Slovenian industry, development of PACVD coatings, and application on steel plate for shipbuilding. The results of second topic are important for non oriented steel, FeSi alloy, producer ACRONI and also for producers of nanaostructured surfaces using ion beam, this is a promising and less costly process than nanolithography. The results are also important for company LPKF, the nanostructuring is possible also with laser ablation. The results of third topic are very important for steelwork ŠtoreSteel producer of high quality spring steels for manufacturing of high strength springs for automotive industry. The most important is the Model for simulation of space distribution non-metal inclusions in spring steels. 10. Samo za aplikativne projekte! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri aplikativnem 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 *> DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov Delno d F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov Delno d F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj .) DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj t> DA O NE Rezultat Ni dosežen d Uporaba rezultatov Ni uporabljen d F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Ni dosežen d Uporaba rezultatov Ni uporabljen d F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih ^J Uporaba rezultatov Ni uporabljen ^J F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj *> DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih ^J Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih ^J F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj .> DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj DA NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj *> DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih ^J Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih ^J F.35 Drugo Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d Komentar 11. Samo za aplikativne projekte! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visoko-šolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O O 0 O G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja o o O 0 G.01.03. Drugo: o o o O G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu O O 0 O G.02.02. Širitev obstoječih trgov o o 0 o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje 0 o O o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije 0 O O O G.02.05. Razširitev področja dejavnosti o o 0 o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost o o 0 o G.02.07. Večji delež izvoza o o 0 o G.02.08. Povečanje dobička o o 0 o G.02.09. Nova delovna mesta 0 o O o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih O O 0 O G.02.11. Nov investicijski zagon 0 o O o G.02.12. Drugo: o o O o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti 0 O O O G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti ® o o o G.03.03. Uvajanje novih tehnologij O o 0 o G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o 0 o o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja o 0 o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave ® o o o G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti o 0 o o G.04.05. Razvoj civilne družbe 0 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 G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj O O 0 O G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura 0 O O O G.07.02. Prometna infrastruktura o o 0 o G.07.03. Energetska infrastruktura o o 0 o G.07.04. Drugo: o o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva 0 o o o G.09. Drugo: 0 o o o Komentar 12. Pomen raziskovanja za sofinancerje, navedene v 2. točki12 1. Sofinancer ŠTORE STEEL podjetje za proizvodnjo jeke , d.o.o. Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 58.162,00 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 25,00 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. Primerjalna analiza zlitine 51CrV4 in strukturiranje rezultatov F.02 2. Karakterizacija in modeliranje mikrostrukture vzmetnih jekel z uporabo genetskega algoritma" doktorsko delo v zaključni fazi A.07 3. 4. 5. Komentar Sistematska raziskava makro, mikro in nano vključkov je bila obdelana v okviru diplomskega dela Nuše Pukšič, ki razvila model za simulacijo prostorske razporeditve vključkov v vzmetnem jeklu na osnovi lastne baze podatkov. Ocena IZJAVA. Tematika projekta L2-0618 Fizika in kemija površin nanostrukturiranih kovinskih materialov, odgovorni nosilec prof.dr. Monika Jenko, ki je bila planirana za tri leta izvajanja projekta je bila realizirana v celoti 2. Sofinancer 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 3. Sofinancer 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 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, za objavo 6., 7. in 8. točke na spletni strani http://sicris.izum.si/ 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: Monika Jenko in podpis vodje raziskovalnega projekta zastopnik oz. pooblaščena oseba RO Kraj in datum: Ljubljana 22.4.2011 Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/168 1 Zaradi spremembe klasifikacije družbeno ekonomskih ciljev je potrebno v poročilu opredeliti družbeno ekonomski cilj po novi klasifikaciji. Nazaj 2 Samo za aplikativne projekte. Nazaj 3 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja ter rezultate in učinke raziskovalnega projekta. Največ 18.000 znakov vključno s presledki (približno tri strani, velikosti pisave 11). Nazaj 4 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikosti 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 (obrazložitev). V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikosti pisave 11). Nazaj 6 Navedite največ pet najpomembnejših znanstvenih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov v slovenskem in angleškem jeziku (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki) v slovenskem in angleškem jeziku, navedite, kje je objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. PRIMER (v slovenskem jeziku): Naslov: Regulacija delovanja beta-2 integrinskih receptorjev s katepsinom X; Opis: Cisteinske proteaze imajo pomembno vlogo pri nastanku in napredovanju raka. Zadnje študije kažejo njihovo povezanost s procesi celičnega signaliziranja in imunskega odziva. V tem znanstvenem članku smo prvi dokazali... (največ 600 znakov vključno s presledki) Objavljeno v: OBERMAJER, N., PREMZL, A., ZAVAŠNIK-BERGANT, T., TURK, B., KOS, J.. Carboxypeptidase cathepsin X mediates 62 - integrin dependent adhesion of differentiated U-937 cells. Exp. Cell Res., 2006, 312, 2515-2527, JCR IF (2005): 4.148 Tipopologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID: 1920113 Nazaj 7 Navedite največ pet najpomembnejših družbeno-ekonomsko relevantnih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki), izberite ustrezen rezultat, ki je v Šifrantu raziskovalnih rezultatov in učinkov (Glej: http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/sif-razisk-rezult.asp), navedite, kje je rezultat objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. Nazaj 8 Navedite rezultate raziskovalnega projekta v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 6 in 7 (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 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 Obrazec: ARRS-RPR0J-ZP/2011-1 v1.01 C5-C1-EB-40-5A-78-24-EB-16-8A-38-E5-A8-58-D1-0B-F6-78-56-A2