Témy doktorandského štúdia

Ústav polymérov SAV

Názov témy
Príprava a charakterizácia polymérnych nanokompozitov.
Program DŠ
Makromolekulová chémia
Meno školiteľa
Ing. Matej Mičušík, PhD. ()
Prijímajúca škola
Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU
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. Predkladaný projekt sa zameriava predovšetkým na návrh jednotlivých komponentov s cieľom pripraviť stabilné polymérny kompozity so zvýšenou schopnosťou tieniť elektromagnetické žiarenie. Preto sú dôležitou súčasťou projektu podrobné štúdie závislosti vlastností rozhrania od spôsobu prípravy, rôznych úprav povrchov ako aj zamiešania 2D materiálov. 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.Hlavnými fyzikálno-chemickými metódami charakterizácie budú Röntgenová fotoelektrónová spektroskopia (XPS) na charakterizáciu povrchov a rozhraní.