Název projektu
Vybrané vrstevnaté silikáty a jejich aplikace v polymerních a keramických nanokompozitech
Kód
SP2013/78
Předmět výzkumu
Vrstevnaté silikáty neboli jílové minerály mají velký význam v různých technologiích a jsou považovány za materiály 21. století díky jejich environmentální nezávadnosti, nízké ceně a běžnému výskytu v přírodě. Jílové minerály jsou díky svým unikátním vlastnostem jako jsou velký specifický povrch, vrstevnatá struktura, negativní vrstevný náboj, či nízká hořlavost, široce používány v celé řadě typů nanokompozitních materiálů. Využití nalézají jako plniva v polymerních nanokompozitech, v keramice, v nanokompozitních výstužích, dále jako absorbenty, katalyzátory či nosiče materiálů s fotodegradačními a antibakteriálními vlastnostmi.
Předmětem výzkumu bude mechanická a chemická modifikace vybraných jílových minerálů. Takto upravené minerály budou následně studovány jako nosiče funkčních složek a použity jako plniva pro přípravu dvou typů nanokompozitních materiálů.
Pro praktické využití kompozitních materiálů je důležitý typ jílového plniva v matrici kompozitu. Toto plnivo zvyšuje mechanickou odolnost polymeru, jeho pevnost a tepelnou odolnost. Obohacení plniva o další funkční složku, dodá výslednému nanokompozitu novou cennou užitnou vlastnost, např. Ag či Cu - antibakteriální účinek.
Příprava polymerních nanokompozitních materiálů bude zahrnovat začlenění připravených organo-anorganických jílových plniv do polymerní matrice. Tyto plniva budou za účelem rozšíření užitných vlastností interkalovány organickými sloučeninami jako dodecylaminem, chlorhexidinem či hexadecyltrimethylammonium bromidem. Z anorganických látek budou použity soli jako dusičnan stříbrný, měďnatý a jiné.
Příprava keramických nanokompozitních materiálů bude zahrnovat přípravu porézní hořečnaté keramiky na bázi mastku – enstatitové, kordieritové a forsteritové keramiky. Z důvodu velké odolnosti mastku vůči působení kyselin bude provedena mechanická a chemická aktivace mastku. Chemická aktivace mastku bude zaměřena na aktivaci pomocí kyseliny chlorovodíkové a sírové při různém pH a při různých teplotách.
S ohledem na vliv nanomateriálů na životní prostředí bude důležitou částí výzkumu studium stability funkčních složek jak organických tak anorganických na silikátové matrici. Stabilita bude sledována ve vodném prostředí i v prostředí s upraveným pH.
Kvalifikace členů řešitelského týmu plyne z jejich vědeckovýzkumných aktivit v rámci řešení disertačních prací a dále z řešení předchozích projektů SGS, ze kterých byly publikovány např. v roce 2012 tyto výstupy:
1. Hundáková M., Valášková M. et al.: Silver and/or copper vermiculites and their antibacterial effect. Acta Geodyn. Geomat. – přijato k tisku.
2. Hundáková M., Valášková M. et al.: Preparation and some properties of nanocomposites polyethylene/vermiculite, Conference Proceedings, „NANOCON 2012“, 23. – 25. October 2012, v tisku.
3. Hundáková M., Valášková M. et al.: Preparation and evaluation of different antibacterial Ag-montmorillonites, Conference Proceedings, „NANOCON 2012“, 23. – 25. October 2012, v tisku.
4. Samlíková M., Holešová S. et al.: Influence of mechanical and chemical treatment of vermiculite on resulting antibacterial activity of organovermiculites, Conference Proceedings, „NANOCON 2012“, 23. – 25. October 2012, v tisku.
5. Samlíková M., Holešová S. et al. Antibacterial Activity of Organovermiculites with Variously Modified Surface Area, J. Nanocomposites and Nanoceramics, Vol.3, No.1, 2012, p. 29-33.
6. Zdrálková J., Valášková M.: Evaluation of talc after milling and chemical action, Conference Proceedings, „NANOCON 2012“, 23. – 25. October 2012, v tisku.
7. Zdrálková J., Valášková M.: Talc and its Basic Modification into Nanocomposites, J. Nanocomposites and Nanoceramics, Vol.3, No.1, 2012, p. 35-42.
Rok zahájení
2013
Rok ukončení
2013
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel