Laboratorija za sintezu i karakterizaciju funkcionalnih materijala

Naša laboratorija pripada Fakultetu za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu. Istraživanja koja se ovde sprovode fokusirana su na sintezu i multidisciplinarnu karakterizaciju makroskopskih materijala, kao i materijala nanodimenzija, što obuhvata ispitivanja strukture, termičke stabilnosti, strukturnih transformacija, kao i funkcionalnih svojstava. U sklopu ovih aktivnosti, uspostavljena je uspešna saradnja sa mnogim domaćim i stranim naučnim ustanovama.

Istraživačke aktivnosti laboratorije obuhvataju:

1.    Sintezu amorfnih i nanostrukturnih materijala: hemijsku i elektrohemijsku sintezu amorfnih i nanostrukturnih funkcionalnih materijala, ispitivanja njihove strukture i termičke stabilnosti. Amorfni materijali privlače veliku pažnju zahvaljujući svojoj homogenoj i izotropnoj strukturi, izotropnim fizičkim svojstvima ali i povoljnim funkcionalnim svojstvima. Ovi materijali mogu imati različite primene- u elektronici, za skladištenje vodonika, u obnovljivim izvorima energije itd.

http://www.dragicaminic.info/synthesis.htm

2.    Strukturne transformacije amorfnih i nanostrukturnih legura. Ovi materijali su termodinamički i kinetički metastabilni i teže da se transformišu u stabilnije oblike na višim temperaturama i pritiscima ili čak tokom duže primene na umerenim temperaturama. Promene strukture mogu da naruše ili poboljšaju njihova tehnološki značajna svojstva. Zbog toga je neophodno razumeti mehanizam i kinetiku termički indukovanih strukturnih transformacija, kako bi bilo moguće napraviti materijal željenih svojstava. U tom smislu, u fokusu naših istraživanja su ispitivanja strukture, morfologije i termičke stabilnosti, u korelaciji sa funkcionalnim svojstvima materijala.

http://www.dragicaminic.info/alloys.htm

3.    Ipitivanja strukture i termičke stabilnosti kompleksa prelaznih metala. Cilj je ispitati strukturu novo sintetisanih kompleksa prelaznih metala sa različitim organskim ligandima, njihovu termičku stabilnost i kinetiku degradacije. Pored adsorptivnih karakteristika, ovi složeni molekuli mogu imati značajna lekovita dejstva kao što su antikancerno, antibakterijsko, antigljivično, i antiupalno koja su vezana za njihovu polaznu strukturu. Termička degradacija menja pomenuta povoljna svojstva, pa se nameće potreba za detaljnim razumevanjem ovih procesa kako sa termodinamičkog tako i sa kinetičkog aspekta. Eksperimentalni rezultati su upotpunjeni DFT proračunima strukture polaznih molekula i proizvoda degradacije, što ima za cilj poređenje teorijskih i eksperimentalnih vrednosti kinetičkih parametara

http://www.dragicaminic.info/complexes.htm

4.    Skladištenje vodonika. Strukturne transformacije uključujući dehidrataciju kompleksnih jedinjenja mogu dovesti do njihove polimerizacije i stvaranja lamelarnih koordinacionih polimera. Ove strukture pokazuju značajan kapacitet za skladištenje vodonika ali u drugih gasova u određenim temperaturskim intervalima. Eksperimentalni rezultati ispitivanja njihovih adsorptivnih svojstava kombinovani su sa DFT proračunima u cilju predviđanja njihovih adsorptivnih svojstava na model-sistemima.

http://www.dragicaminic.info/hydrogen.htm

5.    Bojeno modifikovanje solarnih ćelija. Osnovna konstrukcija ove ćelije obuhvata TiO2 elektrodu modifikovanu bojom i postavljenu na prozračan provodni oksid, čija se osetljivost na svetlost povećava pomoću monosloja molekula organometalnih ili organskih boja. Ove modifikacije površine i strukture TiO2 elektrode povoljno utiču na karakteristike elektroda i performanse ovako modifikovane solarne ćelije. Korelacija eksperimentalnih rezultata i teorijskih proračuna nudi novi pristup problemu i daje moguća rešenja.

http://www.dragicaminic.info/solar.htm

6.    Sintezu materijala željenih funkcionalnih svojstava. Hidrotermalna rekristalizacija predstavlja fleksibilnu nisko temperatursku metodu za sintezu nanokristala različitih oksida. Primena različitih liganada omogućava preciznu kontrolu veličine i oblika ovih nanokristala različitih oksida vanadijuma. Na ovaj način je takođe moguće jednostavno dopiranje produkta. Potrebno je ispitati uticaje oblika i veličine nanokristala na funkcionalna svojstva ovih materijala u cilju razvoja novih materijala povoljnih svojstava.

http://www.dragicaminic.info/vanadium.htm

7.    Elektrohemiju nevodenih sistema. Elektrohemija predstavlja pogodan alat za ispitivanja efekata nekovalentnih interakcija na vezu struktura-reaktivnost u rastvoru i čvrstom stanju. Derivati 4-oksotiazolidina koji pripadaju „push-pull“ klasi jedinjenja, koja se sastoje iz donora i akceptora elektrona vezanih za dvostruku vezu C-C, ili p-konjugovani spejser predstavljaju izvanredan model-sistem za ispitivanja različitih kovalentnih i nekovalentnih interakcija u složenim organskim molekulima.

http://www.dragicaminic.info/electrochem.htm

8.    Protonske provodnike. Čvrsti jonski provodnici sa nizom vodoničnih veza svojom strukturom omogućavaju da se joni vodonika tunelovanjem, prema Grotusovom mehanizmu, brzo i lako kreću unutar kristalne strukture, obezbeđujući im visoku protonsku provodljivost u čvrstom stanju. Najčešće su to kiseli alkalni fosfati, arsenati i seleniti. Pošto su protoni mnogo veći od elektrona, na njih značajno utiču strukturne promene u materijalu, čak i vibraciona i rotaciona kretanja pojedinačnih funkcionalnih grupa na temperaturama blizu sobne temperature.

http://www.dragicaminic.info/protonic%20conductors.htm

Za više informacija o članovima laboratorije, pratite link:

http://www.dragicaminic.info/members.htm

Za više informacija o delatnostima ove laboratorije i saradnju, kontaktirajte prof. Dragicu Minić, dminic@ffh.bg.ac.rs, ili posetite naš veb-sajt:

http://www.dragicaminic.info/index.htm