REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

V zadnjih letih je pomanjkanje obnovljivih virov energije spodbudilo hiter razvoj novih
hierarhičnih materialov, s posebnim poudarkom na kompleksnih 3D anorganskih
mezokrista lih. Med številnimi pristopi predlaganimi v literaturi, pa je samourejanje v
zadnjem času postala vodilna metoda za izdelavo vsestranskih nanostrukturnih
anorganskih mezomaterialov, ki preizkušajo naše znanje o konvencionalni rasti kristalov z
usmerjenim urejanjem nanokristalnih gradnikov. Nedavno objavljen literaturni pregled je,
gledano z aplikativnega vidika izpostavil sledečo problematiko “Nujni so hitro in enostavno obvladljivi mehanizmi samourejanja ki idealno gledano, delujejo pri sobni temperaturi (E. Sturm in H. Cölfen, 2017)
Medtem ko raznovrstni mezo materiali z obetavnimi lastnostmi že obstajajo, pa se
razumevanje gonilne sile, ki vodi v njihov nastanek še vedno ni razvilo. Eden od glavnih
razlogov za to je pomanjkanje eksperimen talnih dokazov, ki bi privedli do teoretičnega
soglasja glede njihove narave.
V doktorskem delu rešujem problematiko mehanizma samourejanja z namenom
pridobiti popolno kontrolo nad končno, 3D razvejano morfologijo rutila TiO 2 Prvi del
doktorskega dela obravnava v več ravneh razvejane strukture , ki nastanejo z
mehanizmom samourejanja primarnih rutilnih precipitatov in razkriva ključne procese, ki
nadzorujejo to neklasično kristalizacijsko pot Pokazala sem, da k ompleksni mezokristali
rut ila nastanejo z usmerjenim urejanjem nanokristaliničnih precipitatov vzdolž
nizkoenergijskih ravnin, kar lahko vodi bodisi v bočno ali bodisi dvojč no urejanje Poleg
omenjenega pa doktorsko delo prikazuje tudi prvi eksperimentalni dokaz o prisotnosti
aktiv nih elektromagnetnih sil med usmerjenim urejanjem nanokristalov. Cilj drugega del a
raziskav je popoln nadzor nad identificiranim mehanizmom samourejanja, tj usmerjeno
ureditvijo precipitatov ter dvojčenjem v kombinaciji z variacijo prenasičenja Rezultati
kažejo odvisnost nastanka dvojčkov od razmerja stranic precipitiranih rutilnih
nanokristalov, ki linearn o narašča s kislostjo medija, t j. nižja kot je kislost , večja je
verjetnost za nastanek dvojčka. Da bi lahko ovrednotili razvejane mezokrista le rutila, je v
tem doktorskem delu predlagan tudi t. i. morfološki faktor kot kvantitativno merilo za
različne nanokristalne morfologije, uporaben za ovrednotenje povečanja specifične
površine za kateri koli material ne glede na velikost. V zadnjem delu je pridobljeno
znanje o mehanizmu samourejanja usmerjeno v nastanek uporabnih, tj. ponovljivih in
homogeno razvejanih rutilnih mezokristalov. Njihov nastanek smo omogočili z nizko
temperaturno sintezo, ki temelji na kontinuirani homogenizaciji reakcijske r aztopine.
Rezultati, izraženi z novo vpeljanim morfološkim faktorjem kažejo vpliv in pomen
homogenosti na specifično površino mezokristalov in se približajo zgoraj zastavljenemu
cilju.