|   Küldés emailben

SZAKÉRTELEMTÁR – Funkcionális és Szerkezeti Anyagok Osztály

Felület és nanoréteg kémia 

Kapcsolattartó vezető kutatók: Tóth András, Mohai Miklós

Szilárd felületek, rétegek, bevonatok felületanalízise röntgenfotoelektron-spektroszkópiai (XPS, ESCA) módszerrel: minőségi, mennyiségi és kémiai kötésszerkezeti analízis. Ionmaratással kombinált mélységi eloszlás (profilanalízis).

Szilárd felületek, rétegek, bevonatok mikro- és nanomechanikai (indentáció, keménység, Young modulus) és tribológiai (karcállóság, súrlódás, abráziós kopás) jellemzése.

Szilárd anyagok (polimerek, kerámiák, üvegek, fémek, kompozitok, bioanyagok) felületmódosítása plazmás és ionsugaras (hidegplazmás, plazmasugaras, plazmaimmerziós ionimplantációs, atomsugaras) módszerekkel.

Vékonyrétegek laboratóriumi leválasztása (magnetron-porlasztás, PECVD).

Ipari alkalmazási területek (példák):

Vegyipar:

  • heterogén katalizátorok (öregedés, regenerálás, fém-hordozó kölcsönhatás, adalékhatás)
  • pigmentek (felületi rétegszerkezetek kialakítása)

Bányászat, gépipar:

  • szenek (kéntelenítés, kémiai kezelés hatása)
  • keménybevonatok (fázishatár analízis, rétegösszetétel)
  • fémmegmunkálás (tribológiai folyamatok)
  • fémalkatrészek (adhéziós tulajdonságok, dekoratív bevonatok)
  • korrózióálló bevonatok (korróziós folyamatok)
  • fémporok, porkohászat (felületi tulajdonságok, szinterelés)
  • műszaki (Hi-Tech) kerámiák (porok minősítése, szinterelése)

Elektronikai ipar:

  • vékonyrétegek (növesztési folyamatok, oxidáció, korrózió)
  • szigetelő és tokozó bevonatok (összetétel, diffúziós folyamatok)
  • gázérzékelők (felületi összetétel, működési mechanizmus)

Távközlés:

  • optikai elemek (fényvezetők felületmódosítása)

Villamosipar:

  • fényforrások (fényporok, katódok, üvegbevonatok)
  • napelemek (kontaktusok, degradáció)

Járműipar:

  • tribológia (kenőanyagok adalékai, kopásmechanizmus)
  • korrózióvédelem (festékek, bevonatok)

Üvegipar:

  • síküvegek (bevonatolás, optikai jellmzők módosítása)
  • síküvegek korróziója (kémiai folyamatok feltárása)
  • gyógyszer-ampullák (alkálitartalom kioldódása)
  • kapilláris GC oszlopok (felületkezelési folyamatok)

Műanyagipar:

  • fóliák (nyomtathatóság, ragaszthatóság, degradáció, szegregáció, hidrofób helyreállás)
  • kompozitok (erősítőszálak felületkezelése, töltőanyagok felületkezelése, adhézió)
  • szeparációs membránok (felületkezelés, hidrofil, hidrofób tulajdonságok, fouling)

Textilipar.

  • műszálak, szövetek (színnyomás, impregnálás, antisztatizálás, lángállóság, gyűrődésállóság, vízlepergetés, baktericid bevonatok)
  • gyapjú, selyem (felületkezelés)
  • Fa-, bútor-, papír- és nyomdaipar:
  • lignocellulóz anyagok (technológiai problémák, adhézió, nedvesedési tulajdonságok)
  • papíripari töltőanyagok (felületkezelés)

Élelmiszeripar:

  • fémes csomagolóanyagok (bevonatolás, nyomtatás, korrózió)
  • nemfémes csomagolóanyagok (kompozitok, adhézió, gázzárás)

Orvostechnikai alkalmazások:

  • implantátumok (csípőprotézis, térdprotézis, sztent, katéter, biokompatibilitás, élettartam-növelés)
  • kontaktlencsék (nedvesedési tulajdonságok)
  • szemüveglencsék (optikai bevonatok, felületkeményítés)

Plazmakémia

Kapcsolattartó vezető kutatók: Szépvölgyi János, Károly Zoltán

Termikus plazmákban lezajló kémiai átalakulások vizsgálata. Funkcionális, sajátos mechanikai, elektromos és mágneses, avagy kémiai tulajdonságokkal rendelkező nano- és mikroméretű kerámiaporok ill. társított kerámiaporok szintézise termikus eljárásokkal. Mikroméretű gömbalakú, tömör vagy üreges kerámiaporok kifejlesztése. (RF is ívplazma berendezések). Szerkezeti és funkcionális kerámiák ill. kerámia alapú kompozitok vizsgálata.

Különféle tulajdonságú – hőálló, kedvező tribológia, bioaktív, stb. – felületi rétegek kialakítása plazmaszórással.

Termikus plazmák alkalmazása környezetkémiai kutatásokra – veszélyes szerves és szervetlen hulladékok ártalmatlanítására és átalakítása értékes másodlagos nyersanyagokká (Kohászati és egyéb, nagy fémtartalmú hulladékok kezelése). Szerves és halogénezett szerves anyagok, ezekkel szennyezett szervetlen anyagok ártalmatlanítása

Fémkomplexek kutatása

Kapcsolattartó vezető kutató: Szentmihályi Klára

Fémkomplexek előállítása és vizsgálata műszeres analitikai módszerekkel (IR, TG, XPS, stb.). A fémek és fémkomplexek jelentősége, szerepe a humán szervezet működésében. Hiányuk esetében pótlásuk lehetőségei természetes úton vagy természetes eredetű poligalakturonát- és egyéb fémkomplexekkel. ICP-analitikai vizsgálatok a fémelem-homeosztazis meghatározására elsősorban metabolikus megbetegedések esetében. ICP analitikai vizsgálatok és értékelések egyéb sokkomponensű biológiai mintákban, pl. gyógynövényekben és kivonataikban. Különböző elemek és specieszek koncentrációjának meghatározása polarográfiás-voltametriás módszerrel kisebb koncentrációtartományban mint az ICP esetében (pl.a Se kimutatási határa 0,01ng/ml).

Nanoanyagok fejlesztése

Kapcsolattartó vezető kutató: Tolnai Gyula

• Nanokémiai szintézis módszerek kidolgozása/fejlesztése elsősorban szervetlen, nanoszerkezetű részecskék, kompozitok és ezekből felépülő bevonatok előállítására, amelyek új, innovatív eljárásokat és technológiákat alapozhatnak meg a hazai kis-és középvállalati szektor számára.

• Nemesfém nanorészecskék (arany, ezüst) kolloid rendszereinek gyógyszerhordozóként való előállítása és funkcionalizálása irányított hatóanyagbevitel céljából

• Fotokatalitikus hatású, mag-héj szerkezetű Titán-dioxid-alapú nanoanyagok fejlesztése polimerek UV stabilitásának növelésére,

• Szén nanocsövek felületmódosítása szol-gél technikával, vízben jól diszpergálható nanocső-alapú kompozitok előállítása céljából,

• Többszörös mag-héj szerkezetű, multifunkcionális pigment nanoanyagok fejlesztése festékipari alkalmazások számára

• Nanoméretű szilika adalékanyagok fejlesztése lakkrendszerekben való alkalmazásokra, szuper-hidrofób és kopás-karcálló bevonatok létrehozása céljából

• Kolloid nanorészecskékből felépülő vékonyrétegek fejlesztése fémfelületek korrózióvédelmére,

• Nanoméretű zeolit anyagok előállítása víztisztítási technológiák számára

• Mágneses nanorészecskék (vas-oxidok, spinel ferritek, gránátanyagok) fejlesztése biomedicinális alkalmazások számára,

• Fém nanorészecskék és kompozitok (Ni, Co, Mn, stb.) előállítása mágneses eszközök készítése céljából

• Laboratóriumi preparativ eljárások méretnövelési lehetőségeinek tanulmányozása,

Funkcionális Nanorészecskék Laboratórium

Kapcsolattartó vezető kutatók: Tóth Judit, Feczkó Tivadar

A Laboratórium az MTA TTK Anyag- és Környezetkémiai Intézet és a Pannon Egyetem közös finanszírozásában működik. A csoport az Egyetem Műszaki Kémiai Kutatóintézetének hagyományos részecsketechnológiai kutatásait folytatja, évtizedekre visszanyúló kutatási területe a szemcsés anyagok előállításának és kezelésének vizsgálata (kristályosítás, granulálás, bevonás, szárítás, őrlés, diszperz szilárd részecskerendszerek vizsgálata és modellezése stb.). Ezt a korábbi kutatási területet részben megtartva, előre tervezett tulajdonságokkal rendelkező, mikro- vagy nanoszerkezetű egyedi vagy társított kompozit anyagok előállítási lehetőségeinek vizsgálatait végzi. Kutatási kapacitásának nagyobb részét a különböző szubmikronos méretű részecskék, nano- vagy mikrostruktúrával rendelkező egyedi vagy kompozit részecskék létrehozása, azok új előállítási módszereinek és eljárásainak kidolgozása, valamint ezen részecskék szerkezeti felépítése és funkcionális tulajdonságaik közötti összefüggések vizsgálata jelenti. A kutatások célja hatékonyabban alkalmazható új gyógyszerformák és egyéb – hasonló elven működő és létrehozható – funkcionális anyagok (pl. szilárd kompozit biokatalizátorok, műanyag töltőanyagok, fényérzékeny textíliák stb.) előállítása. Kutatási tevékenységek:

Kolloidkémiai és nanoszerkezeti kutatások

Egyedi mikro- és nanoméretű, ill. különböző hordozó-, mátrix- és bevonó anyagokkal létrehozható társított rendszerek előállítási lehetőségeinek vizsgálata: szférikus agglomerációs és emulziós előállítási módszerek alkalmazhatósága a célzott anyagi rendszerek (gyógyszerhordozók, fotokróm nanorészecskék) előállítására. Kolloid rendszerek (élelmiszeripari segédanyagok, talajoldatok, micella rendszerek) tulajdonságainak és stabilitásának vizsgálata.

Műveleti és eljárástechnikai kutatások

Mikro- és nanoszerkezetű kompozit részecskék előállítására és feldolgozására alkalmas (ill. szükséges) kémiai, fizikai, mechanikai és egyéb műveletek kutatása, új előállítási és feldolgozási módszerek, eljárások, eszközök kidolgozása céljából. A feldolgozási lehetőségek közül vizsgáljuk a termékek kinyerhetőségét és granulálhatóságát fluid granulálóban és szárítóban, hőérzékeny anyagok feldolgozhatóságát inert töltetes gejzírszárítóban, ill. porlasztószárítóban.

Fizikai, kémiai és anyagszerkezeti vizsgálatok

Az előállított egyedi vagy kompozit részecskék anyagszerkezeti vizsgálata: a kristályos és/vagy amorf fázisösszetétel, szemcseméret- és eloszlás, a felület morfológiája és belső mikroszerkezete, funkcionális (pl. a kémiai minőség, stabilitási, kioldódási, szétesési stb.) vizsgálatok.