LU konference
Projekta nosaukums: Vides ietekme uz viedo ar oglekļa nanopildvielām modificētu kompozītu un šķiedru plastikātu fizikālajām īpašībām strukturāliem pielietojumiem
Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/066
Projekta sadarbības partneris: Institute for Polymers, Composites and Biomaterials, National Research Council of Italy, Naples, Italy.
Projekta īstenošanas termiņš: 01.01.2018.-31.12.2020.
Projekta kopējais finansējums, LU daļa: 133806.00 EUR, LU daļa 6690.30 EUR.
Projekta mērķis ir noteikt vides faktoru, mitruma un temperatūras, ietekmi uz epoksīdsveķu bāzes nanokompozītu (NK) un šķiedru plastikātu (ŠP), modificētiem ar oglekļa nanopildvielām (nanocaurulītēm, nanošķiedrām un/vai grafēnu), mehāniskajām, elektriskajām un termiskajām īpašībām, pielietojot tos kā strukturālos bojājumu indicējošos materiālus ārpus telpās.
Projekta rezultāti: 1) videi stabils viedais ŠP kā strukturāls elementa prototips; 2) vismaz divi oriģināli zinātniskie un populārzinātniskie raksti, kas iesniegti publicēšanai, un vismaz divi konferenču ziņojumi.
Projekta darbības atbilst Viedās specializācijas stratēģijas specializācijas jomai viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiersistēmas. Projektam ir starpdisciplinārs raksturs, tam atbilst sekojošas zinātnes nozares (pēc OECD zinātņu nozaru FOS klasifikācijas): 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas apakšnozares: 2.5. Materiālzinātne un 2.10. Nanotehnoloģijas.
Projekta īstenošanas vieta: LU Materiālu mehānikas institūts.
1. ceturksnis (01.01.2018.-31.03.2018.)
Uzsākot projektu daudz laika tika veltīts administratīvu problēmu risināšanai, jo projekta vajadzībām vajadzēja iegādāties Latvijā un piegādāt sadarbības partnerim (Polimēru, kompozītu un biomateriālu institūts (PKBI), Itālija) noteiktus materiālus (epoksīda sveķus, oglekļa nanocaurulītes un nanošķiedras), kā arī organizēt 1. mobilitāti uz PKBI. Šim nolūkam bija jāsaskaņo projekta sākuma darbi, materiālu tehniskā specifikācija, projekta budžets, komandējuma laiks 1. mobilitātei (28.-31.03.2018.) u.c. nianses ar projekta zinātnisko konsultantu (Dr. Andreju Aņiskeviču) un kontaktpersonu no PKBI (Dr. Mauro Zarrelli). Tādējādi, tika izvēlēts labākais materiālu risinājums projekta vajadzībām, kas tika aprakstīts sagatavotajā pārskatā (D2.1, 3. mēnesis).
Paralēli ar projekta sākumu tika uzsākti mitruma resorbcijas eksperimenti epoksīda sveķu paraugiem ar dažādu oglekļa nanocaurulīšu saturu un malu attiecību vidēs ar dažādu relatīvo mitrumu 47, 73 un 91%, kas turpināsies vairākus mēnešus līdz visi paraugi sasniegs līdzsvara mitruma daudzumu. Šos nanokompozīta (NK) paraugus izgatavoja un nodrošināja PKBI vēl pirms projekta uzsākšanas, un tiem jau tika realizēti mitruma absorbcijas un desorbcijas eksperimenti, lai novērtētu vai oglekļa nanocaurulīšu malu attiecība un saturs ietekmē sorbcijas procesa īpatnības.
Par šiem rezultātiem tika sagatavotas un iesniegtas tēzes Tatjana Glaskova-Kuzmina, Andrey Aniskevich, Jevgenijs Sevcenko, Mauro Zarrelli, and Anna Borriello, „Moisture sorption by epoxy resin filled with MWCNTs of different thickness” dalībai ECCM konferencē, kas notiks 2018. g. 25.-28. jūnijā Atēnās, Grieķijā.
Tāpat projekta popularizēšanai tika sagatavota un ziņota prezentācija T. Glaskova-Kuzmina, “Smart polymers and FRP modified by carbonaceous nanofillers for structural applications” LU 76. konferences plenārsēdē „Nano and quantum technologies and innovative materials for economy”, 01.02.2018., Rīga, Latvija (https://www.lu.lv/konference/programma/?session=587).
Visbeidzot, š.g. marta beigās notika 1. mobilitāte pie sadarbības partnera, kuras laikā PKBI notika seminārs ar prezentāciju par projekta mērķiem, uzdevumiem un sagaidāmiem rezultātiem. Turklāt, ar Dr. Mauro Zarrelli tika apspriesta intelektuālā īpašuma tiesību stratēģija un sagatavots tās melnraksts (D1.3, 4. mēnesis), saskaņots un izvēlēts optimālais pētāmo materiālu risinājums, kā arī uz vietas tika izvērtēti un optimizēti NK izgatavošanas apstākļi, lai 2. mobilitātes laikā uzsāktu NK paraugu izgatavošanu ar dažādu nanopildvielu (oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru) saturu.
2. ceturksnis (01.04.-30.06.2018.)
Saskaņojot ar sadarbības partnera Polimēru, kompozītu un biomateriālu institūta (PKBI) kontaktpersonu Dr. Sc. Ing. Mauro Zarrelli un LU zinātnisko konsultantu A. Aņiskeviču, tika sagatavota intelektuālā īpašuma tiesību stratēģija. Stratēģijā tika noformulētas vienošanās starp pēcdoktoranti, LU zinātnisko konsultantu un sadarbības partnera kontaktpersonu, saglabājot noteikumus par lēmumu pieņemšanu, intelektuālā īpašuma tiesībām, un iespējamām publikācijām.
2. mobilitātes laikā (19.-26.05.2018.) pie sadarbības partnera (PKBI, Portiči, Itālija) tika noteikta visefektīvākā oglekļa nanodaļiņu (nanocaurulīšu un nanošķiedru) disperģēšanas metode epoksīda sveķos RTM6 un izgatavots epoksīda un NK paraugu komplekts ar vienu vai divām pildvielām: epoksīda sveķi RTM6 ar oglekļa nanocaurulītēm (0,01-0,05% pēc masas); epoksīda sveķi RTM6 ar oglekļa nanošķiedrām (0,2-0,5% pēc masas); epoksīda sveķi RTM6 ar hibrīda nanopildvielu (oglekļa nanocaurulītes un nanošķiedras attiecībā 1:1; 0,02-0,2% pēc masas).
Visiem izgatavotiem paraugiem tika veiktas elektrovadāmības pārbaudes, elektriskās perkolācijas sliekšņa novērtēšanai NK pildītiem ar dažādu (-ām) oglekļa nanopildvielu (-ām) un NK paraugu komplekta izgatavošanai pie elektriskās perkolācijas sliekšņa 3. mobilitātes laikā (2018. g. septembrī).
Zinātnisko rezultātu izplatīšanai tika sagatavots un iesniegts pilnais raksts „Moisture sorption by epoxy resin filled with MWCNT of different thickness” ECCM18 konferencei (2018. g. 25.-28. jūnijā Atēnās, Grieķijā, http://www.eccm18.org/), sagatavots stenda referāts, kā rezultātā apspriesti projekta rezultāti lielākajā un nozīmīgākajā Eiropas konferencē kompozītmateriālu jomā.
Papildus plānotiem projekta rezultātiem tika sagatavotas un iesniegtas Elsevier izdevniecībai grāmatas “Creep and Fatigue in Polymer Matrix Composites” 2. izdevuma apakšsadaļas “Effect of moisture on elastic properties of polymer matrices and composites” un “Moisture in nanocomposites”.