29/04/2026
🫵Dizajn materiálov na mieru: cesta k vyššej odolnosti a čistejšiemu prostrediu👨💻👨🔬🏡🚀
Na našom ústave sa aktuálne riešia aj dva významné projekty financované EU z Plánu obnovy, ktoré sa venujú vývoju nových, pokročilých materiálov. Každý z nich sa zameriava na inú vonkajšiu morfológiu zaujímavého materiálu, ktorá zásadne ovplyvňuje jeho vlastnosti a možnosti využitia.
📢 Prvý projekt s názvom
„Dvojfázne boridovo/karbidické viackomponentné povlaky na báze kovov prechodových prvkov pripravené naprašovaním s vysokou využiteľnosťou terča (HiTUS)"
skúma ultratenké ochranné povlaky. Ide o vrstvy ktoré sú dvadsaťkrát tenšie než ľudský vlas. Naši vedci sa snažia pochopiť, ako v nich vzniká špecifická dvojfázová štruktúra pri kombinovaní viacerých kovových prvkov (napríklad titánu, zirkónu a hafnia) s bórom a uhlíkom pri depozícii pomocou moderných PVD technológií. Výsledkom sú takzvané vysokoentropické karbidicko-boridické povlaky, ktoré dokážu odolávať extrémnym podmienkam - vysokým teplotám, opotrebeniu či mechanickému zaťaženiu. Vďaka starostlivo navrhnutému zloženiu sa podarilo vytvoriť materiály, ktoré kombinujú výhody viacerých typov povlakov (karbidov, karbonitridov a boridov). Tento výskum zároveň pomáha lepšie pochopiť, ako presne súvisí chemické zloženie materiálu s jeho štruktúrou a výslednými vlastnosťami, čo je kľúčové pre navrhovanie ešte výkonnejších materiálov v budúcnosti.
📢 Druhý projekt s názvom
„Pokročilé nanovlákenné materiály na báze vysokoentropickej keramiky pre použitie vo fotokatalýze"
sa venuje vývoju moderných nanovlákenných materiálov, ktoré dokážu čistiť prostredie pomocou svetla. Tieto materiály sú pripravené z oxidov rovnakých kovov, ako sú titán, zirkónium, hafnium, niób či tantal – teda prvkov známych svojou stabilitou a odolnosťou. Vedci v projekte vytvárajú mimoriadne jemné „vlákenné siete“. Pomocou tepelného spracovania dokážu presne ovplyvniť ich štruktúru, zloženie aj výsledné vlastnosti. Takto pripravené keramické materiály majú veľký povrch a dokážu efektívne využívať svetlo na rozklad škodlivín, napríklad vo vode alebo vo vzduchu. Výsledkom sú inovatívne materiály s potenciálom pre ekologické čistenie prostredia, ktoré spájajú pokročilé technológie s využitím obnoviteľnej energie.
📸Obr. 1: Porovnanie závislostí tvrdosti TiZrHf-C, TiZrHf-B a TiZrHf-B/C povlakov pripravených PVD naprašovaním metódou High Target Utilization Sputtering (HiTUS – naprašovanie s vysokou využiteľnosťou terča) od množstva pridávaného uhlíka, alebo/a bóru. Referenčné hodnoty zodpovedajú masívnym stechiometrickým materiálom s podobným zložením.
🔎 doc. RNDr. František Lofaj, DrSc.
📸Obr. 2: Jemné keramické nanovlákenné siete na báze nióbu.
🔎 Mgr. Iván Shepa, PhD.
