Центр Лазерних Технологій та Наноінженерії
ДБ/Наноархітектоніка
Назва проєкту
Наноархітектоніка, фізико-технологічні дослідження та створення антивідбивних матеріалів.
Зміст проєкту
Проблема, на вирішення якої було спрямовано дослідження:
Основною проблемою, яку заплановано вирішити в пропонованому проєкті, є створення новітньої для України лабораторії по виготовленню пористих матриць ААО електрохімічним методом та їх модифікації методом гідротермальної обробки.
Об'єкт і предмет дослідження:
Об'єктом дослідження проєкту є нанопористі матриці ААО власного виробництва з кристалічними сполуками, які отримані із насичених водних розчинів ADP та ін. (з використанням підвищених температур, ультразвуку) та мікропористі матриці Si та ін., які наповнені кристалічними сполуками із розплаву - LiNbO3, Bi12SіO20 та ін.. Заплановано також пошук нових високотемпературних сполук для наповнення мікро/нанопористих матриць для отримання зразків із низькими коефіцієнтами відбивання. Предметом дослідження проєкту є спектроскопічні дослідження у діапазоні 1÷20 мкм прототипів антивідбивного покриття: композитів, скріплених матеріалом-скріплювачем зерен порошку та розроблення інженерної моделі і виготовлення макета антивідбивного покриття, його тестові натурні випробовування.
Мета і основні завдання дослідження:
Метою проєкту є комплекс робіт по конструюванню та створенню матеріалів з малим (~1-2 %) коефіцієнтом відбивання в інфрачервоній області спектру. Кінцевою метою проєкту є вироблення технологічних рекомендацій по створенню антивідбивного матеріалу, який можна було б відносно просто наносити на поверхні різної форми.
Основні завдання проєкту:
- створення хіміко-технологічної лабораторії по виготовленню нанопористих мембран ААО електролітичним способом;
- оптимізація процесів синтезу наноструктурованих матеріалів на основі нанопористих матриць ААО, Si, SiO2 та різноманітних матеріалів наповнення;
- електронно-мікроскопічне дослідження поверхонь синтезованих наноструктурованих матеріалів та перевірка вмісту їх пор на однорідність проникнення впровадженого матеріалу у товщу матриці;
- рентгеноструктурні та мікро-Раманівські дослідження наноструктурованих композитних матеріалів із детальним теоретико-груповим аналізом раманівських спектрів;
- дослідження поляризованих спектрів відбивання/пропускання в широкому діапазоні 1÷20 мкм;
- нелінійно-оптичні та параметрично-оптичні дослідження синтезованих наноструктурованих матеріалів;
- дослідження впливу розмірів композитного матеріалу (зерна порошку із розміром ~0,5-500 мкм) на коефіцієнт відбивання/пропускання електромагнітного випромінювання; підбір матеріалу-скріплювача (клею) зерен порошку композитного матеріалу із малим коефіцієнтом відбивання;
- розроблення інженерної моделі і створення макету антивідбивного поверхневого покриття, його тестові натурні випробовування.
Головні результати
- Проаналізовано наявну інформацію по технології оптимального електрохімічного синтезу нанопористих матриць ААО.
- Спроєктовано схему експериментальної установки електрохімічного синтезу нанопористих структур ААО, підготовлено 2D креслення та 3D модель експериментальної установки.
- Проаналізовано технічні вимоги для монтування робочої лабораторії експериментальної установки електрохімічного синтезу нанопористих структур ААО.
- Опрацьовано методику електрохімічного синтезу нанопористих структур ААО.
- Підготовано рекомендації до тестової апробація експериментальної установки електрохімічного синтезу для створення матриць ААО.
Оригінальність та інноваційні аспекти
- Поєднання низки новітніх технічних та високотехнологічних методик синтезу нанокристалітів різної симетрії та різних умов синтезу (з водного розчину, з високотемпературного розплаву) у товщі пористих матриць з різним діаметром пор (від 6 нм до 1 мкм).
- Значна специфіка практичної роботи по синтезу нанокомпозитів полягає у необхідності синтезу кристаликів у порах нанометрового розміру (> 6 нм), що значно змінює саму технологію синтезу кристалів.
- Методи післяростової характеризації хімічного складу та просторової морфології нанокристалітів, синтезованих у товщі нанопористих матриць також значно відрізняються від звичних методів структурної характеризації макроскопічних матеріалів.
- Запуск науково-технологічної лабораторії електрохімічного синтезу пористих матриць ААО.
За матеріалами проєкту були зроблені усні та стендові доповіді на міжнародних конференціях
- Bukliv R, Adamiv V, Bordun I, Andrushchak N, Teslyuk I, Andrushchak A (2024) Analysis of some parameters of synthesized anodized aluminum oxide matrices. 2024 IEEE 17th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv, Ukraine, pp. 359-363. https://doi.org/10.1109/TCSET64720.2024.10755874.
- Bukliv R, Adamiv V, Teslyuk I, Andrushchak A (2024) Elemental composition and optical properties of nanoporous matrices with Al2O3. 4th International Conference on Innovative Materials and NanoEngineering (IMNE 2024), Dovgoluka, Ukraine, 51.
- OPTICAL-PHYSICAL PROPERTIES OF NANOCRYSTALLINE STRUCTURES IN NANOPOROUS Аl2О3 MATRICES V. Adamiv1, V. Horchynsky2, I. Bordun2, I. Teslyuk1, R. Bukliv2, A. Andrushchak2. Актуальні проблеми фундаментальних наук : матеріали VІ Міжнар. наук. конф. - (Луцьк - Світязь, 09 - 12 черв. 2025 р.) - Луцьк: Вежа-Друк, 2025. - С. 9-12.
Публікації
В рамках виконаного проєкту надруковано науково-технічні статті: