Ústav polymérov SAV, v. v. i.
Názov témy
Príprava a charakterizácia polymérnych nanokompozitov.
Program DŠ
Fyzikálna chémia
Rok prijímania
2024
Meno školiteľa/-ky
Ing. Matej Mičušík, PhD.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Prírodovedecká fakulta UK
Stručná anotácia
PhD téma sa zameriava na prípravu nových typov polymérnych kompozitov na báze vodou rozpustných alebo vo vode dispergovaných polymérov s 2D (MXény) a 1D (uhlíkové nanotrubičky, CNT) nanoplnivami. MXény sú novou triedou anorganických 2D materiálov, s variabilnou štruktúrou. Pripravujú sa odleptaním jednej zložky v pôvodnej MAX fáze. Rôzne MAX fázy sa pripravujú najčastejšie pomocou mechanochemických procesov. Použitím širokého spektra anorganických materiálov je možné pripraviť rôzne typy MAX fáz a tým následne aj MXénov. Cieľom projektu je vyvinutie metód pre tvorbu dvoj-dimenzionálnych karbidov titánu (MXén-Ti3C2) a štúdium ich štruktúrnych vlastností. Ďalej sa budú študovať možnosti použitia pripravených MXénov a iných uhlíkových nanoplnív na prípravu polymérnych kompozitov s vysokou účinnosťou absorpcie elektromagnetického žiarenia v mikrovlnnej frekvenčnej oblasti. Bude sa optimalizovať príprava MAX fázy a následne aj MXénov. Cieľom bude príprava stabilných koloidných vodných roztokov MXénov, ktoré sa použijú na priame zamiešanie s polymérnymi vodnými disperziami. Takto sa pripravia homogénne polymérne kompozity. Hlavnou výzvou pri výskume MXénov je zvýšenie ich produkcie a stability. Kombináciou 2D materiálov ako sú MXény a 1D plniva ako sú CNT a ich zabudovanie do polymérnej matrice je možné pripraviť kompozit s nízkym perkolačným prahom (nízka spotreba plniva) s vysokou elektrickou vodivosťou a vynikajúcou schopnosťou tieniť elektromagnetické žiarenie. Hlavnou fyzikálno-chemickou metódou na charakterizáciu povrchov a rozhraní bude Röntgenová fotoelektrónová spektroskopia (XPS). Pripravené polymérne kompozity a hybridné štruktúry sa budú testovať v aplikáciách ako senzory plynov, materiály vhodné na elektromagnetické tienenie a v batériách. Tieto aplikácie máme pokryté z bežiacich projektov so skúsenými zahraničnými vedeckými pracoviskami.