Tartu teadlaste avastatud materjal sobib ka kosmosesüstiku ehituseks
03.07.2008 10:56
Ehkki teadlased kogu katset esialgu nurjunuks pidasid, selgus lähemal
vaatlusel, et sündinud on täiestu uudse struktuuriga senitundmatu materjal -
metalloksiidsed torukesed. Teadlaste kinnitusel leiab ülimalt vastupidav
materjal tulevikus kindlasti kasutamist alates isolatsioonmaterjalist kuni
eluskoega seonduvate implantaatide ning kosmosesüstikute osadeni
välja.
Tartu teadlaste loodud uus materjal - metalloksiidsed torukesed. Foto: Tartu Ülikool
Ühe tavalise katse käigus kolvis tekkinud tundmatut sadet märkas esimesena
Tartu Ülikooli doktorant Martin Järvekülg. Seejärel kulus teadlastel paari aasta
jagu tööd, et leida unikaalsele nähtusele seletus ja katse nii selle kui ka
teiste materjalidega korratavaks muuta, teatas Tartu Ülikool.
Uudse meetodi tulemusena saadakse struktuurid, mis on oma olemuselt iseorganiseerunult toruks rullunud imeõhukesed oksiidmaterjali lehekesed.
Neid edasi töödeldes saab valmistada mitmeid ülimalt vastupidavaid ning heade elektri- ja soojusisolatsiooni omadustega materjale, mis võiksid laialdaselt kasutatavad olla ka keemiatööstuses, sensorites, biomaterjalides (eluskoega seonduvad implantaadid), mikromeetriliste mõõtmetega seadmetes või komposiitmaterjalidena lõiketeradest kuni kosmosesüstikute osadeni.
Ülikooli nanostruktuuride füüsika labori juhataja Ants Lõhmuse kinnitusel avab leiutis teadlastele materjalitehnoloogias uudsed, senini rakendustes tundmatud võimalused ja seda arvatavalt paljudele ainetele ning nende segudele. «Veelgi enam - meetod sobib hästi tööstuslikuks tootmiseks,» lisas Lõhmus.
Seni on saadud 2-50 mikromeetrilise läbimõõduga ja kuni mõne millimeetri pikkuseid rullstruktuure. Lõhmuse hinnangul võimaldab meetod tõenäoliselt torude mõõtmete varieerimist veelgi laiemas vahemikus. «Teadlaste edasiseks ülesandeks ongi muuta torukesed ühesuurusteks, mis on vajalik uute täppistehnoloogiate arendamiseks.»
Mikrotorujate moodustisteni on teadlased jõudnud titaani, tsirkooniumi ning hafniumi oksiididest. Need materjalid on keemiliselt väga inertsed, väga kõvad ning neil on märkimisväärselt kõrge sulamistemperatuur. Näiteks on hafniumdioksiidi sulamistemperatuur 2500 kraadi.
Nähtavas valguses on neil hea läbipaistvus, head elektri- ja soojusisolatsiooni omadused, mistõttu saab materjali kasutada näiteks keemiatööstuses kõrgtemperatuurilistes protsessides või komposiitmaterjalide osana sensorites ja biomaterjalides (eluskoega seonduvad implantaadid).
Kui torukesi kõrgel temperatuuril edasi töödelda, oksiid laguneb ja süsiniku juuresolekul tekib metalli karbiid. Nii saab materjali mehaanilisi omadusi ja keemilist ning termilist inertsust veelgi suurendada.
Tänaseks taotleb uurijate grupp,
kuhu kuuluvad Tartu Ülikooli doktorandid Martin Järvekülg ja Valter Reedo ning
dotsent Uno Mäeorg, nanostruktuuride füüsika labori juhataja Ants Lõhmus ja
Eesti Nanotehnoloogiate Arenduskeskuse direktor Ilmar Kink oma uudsele
oksiidmaterjali valmistamise meetodile rahvusvahelist patenti ning on avaldanud
mainekas teadusajakirjas Physica Status Solidi ka leiutist tutvustava
artikli.
Kõik tänased
