REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

V disertaciji so predstavljene osnovne raziskave, ki so v tesni povezavi z možnimi aplikacijami v vsakdanjem življenju, na področju novih naprednih materialov, t.j., tekočekristalnih elastomerov (TKE), elektrokalorikov in magnetoelektrikov.
V prvem delu je obravnavana pretvorba toplotne energije v mehansko v tekočekristalnih elastomernih sistemih. Predstavljeni so trije pomembni, na novo odkriti kemijski in fizikalni parametri, preko katerih lahko vplivamo na aplikativno najbolj uporaben fazni prehod v teh materialih, prehod iz izotropne v nematsko fazo. Zaradi neposredne povezanosti narave tega prehoda s temperaturno odvistnostjo termomehanskega ali termoelastičnega odziva, je mogoče nadzorovati tudi slednjega. S tem dosežemo možnost za ustrezno uporabo oz. aplikacijo, t.j., da se tekočekristalni elastomerni material razteza/krči bodisi hitro oz. nezvezno ali pa počasi oz. zvezno, odvisno od omenjenih parametrov. Te znanstvene ugotovitve bodo lahko v pomoč tako kemikom, ki bodo TKE z ustreznimi termomehanskimi lastnostmi sintetizirali, kot tudi inženirjem, ki bodo naredili končni produkt za posebno aplikacijo kot je npr. umetna mišica, katere glavni del bo lahko ustrezno pripravljen tekočekristalni elastomer. Omenjene znanstvene raziskave so bile opravljene v sodelovanju z raziskovalno skupino Prof. Dr. Heina Finkelmanna z » Institut für Macromoleculare Chemie« iz Freiburga, Nemčija, kjer so nam pripravili večino merjenih TKE materialov ter z Dr. Georgom Cordoyiannisom, z EN-FIST centra odličnosti, IJS, ki je opravil eksperimente, ki pokažejo, da gostota zamreževalcev vpliva na naravo PN-N faznega prehoda. NMR meritve so bile opravljene v skupini Prof. Dr. Boštjana Zalarja z Odseka za Fiziko trdne snovi, IJS.
V drugem delu je obravnavan elektrokalorični pojav, kjer gre za pretvorbo električne energije v termalno. Predstavljene so prve neposredne meritve ogromnega elektrokaloričnega pojava v anorganskih in organskih materialih. Omenjene znanstvene študije so bile narejene v sodelovanju z raziskovalno skupino Prof. Dr. Marije Kosec, na Odseku za elektronsko keramiko na IJS, ter v sodelovanju z znanstvenimi kolegi z inštituta Materials Research Institute, The Pennsylvania State University, ZDA, pod vodstvom Prof. Dr. Qiminga Zhanga. Obe skupini sta pripravili ustrezne materiale. Prav tako pa smo sodelovali s Prof. Dr. Rašo Pircem, ki je prispeval teoretični del raziskav elektrokaloričnega pojava. Dobljeni znanstveni rezultati so primerljivi s preteklimi napovedmi, ki temeljijo na posrednih meritvah. Poleg tega pa so pokazali, da je vrednost odzivnosti elektrokaloričnega pojava največja v bližini kritične točke. Slednje dokazuje pomemben vpliv kritične točke na elektrokalorični pojav.
V zadnjem, tretjem delu je obravnavan magnetokalorični pojav, t. j., nadzor magnetnih lastnosti preko električnih in obratno. Predstavljen je prvi primer mehkega magnetoelektrična materiala. To je mešanica feroelektričnega tekočega kristala in feromagnetnih nanodelcev. Omenjeno raziskovalno delo je bilo opravljeno v sodelovanju z Dr. Sašom Gyergyekom in Prof. Dr. Miho Drofenikom z odseka za Sintezo materialov, IJS, z Dr. Markom Jagodičem in Prof. Dr. Zvonkom Jačličićem, z Inštituta za Matematiko, Fiziko in Mehaniko v Ljubljani, ter s Prof. Dr. Samom Kraljem z oddelka za Fiziko, Fakulteta za Naravoslovje in Matematiko, Univerza v Mariboru.
Za zaključek, namen te doktorske disertacije je, da pripomore k boljšemu razumevanju
preučevanih naprednih materialov in k izdelavi novih, ki bodo našli mesto v številnih ustreznih aplikacijah, in s tem prispevali k izboljšanju našega življenja.
Znanstveni dosežki doktorske disertacije so objavljeni v štiriindvajsetih znanstvenih člankih v mednarodnih znanstvenih revijah. Prav tako so bili sprejeti v objavo štirje novi znanstveni članki, eden članek pa je še neobjavljen.