Kemija - materiali prihodnosti in okolju prijazne tehnologije

O Institutu
ijs.si/novice

Več o Institutu
Več o reaktorskem centru v Podgorici
Več o fiziku Jožefu Stefanu

Kemija.jpg

Začetki raziskav na področju kemije segajo v zgodnja petdeseta leta kot del tedaj načrtovanih raziskav in razvoja na področju jedrske energije pri nas, ko sta bila ustanovljena Laboratorij za analizno kemijo in Laboratorij za fluoriranje in UF6. Na področju analizne kemije smo začeli s prvimi sledilnimi eksperimenti ugotavljati kvantitativnost različnih kemijskih reakcij in separacijskih postopkov. V petdesetih letih smo postavili tudi prvi plamenski atomski spektrometer v takratni Jugoslaviji in pokazali uporabnost atomske absorpcijske in emisijske spektroskopije za določanje kovin.

Hkrati s tem se je začela razvijati tudi skupina za masno spektroskopijo, ki je razvila in izdelala lasten masni spektrometer, saj komercialni instrumenti niso bili dostopni. Dejavnost na področju fluoriranja je bila sprva osredotočena na pridobivanje elementarnega fluora in razvoj aparatur za delo z njim ter na obvladovanje zahtevne tehnike dela s tem agresivnim elementom. Kmalu pa se je razširila še na raziskave, povezane s keramičnim jedrskim gorivom na osnovi uranovega dioksida.

Nastajanje raziskovalnih področij
Pogled v zgodovino Instituta
Zlati znak Jožefa Stefana


KEMIJA - MATERIALI PRIHODNOSTI


Danes so na Institutu »Jožef Stefan« štiri smeri raziskav na področju kemije. Med važnejšimi dosežki na področju sintezne kemije anorganskih fluorovih spojin naj omenimo sintezo tedaj neznanega ksenonovega heksafluorida in fotosintezo kriptonovega difluorida v utekočinjenem fluoru. Slednja v svetu še danes velja za najuspešnejšo metodo za sintezo kriptonovega difluorida. S to metodo lahko pripravimo okrog stokrat večje množine kriptonovega difluorida kot z navadnimi metodami, kar nam je omogočilo intenzivne raziskave na področju močnih oksidantov. Tako smo v sodelovanju z univerzo v Berkeleyu v zadnjih letih sintetizirali in karakterizirali vrsto višjih binarnih fluoridov srebra, bakra in niklja. Če upoštevamo, da se odkritje nove binarne spojine v današnjem času lahko primerja z odkritjem novega elementa pred sto leti, je to vrhunski dosežek. Drugi del dejavnosti na področju anorganske kemije so tehnološke raziskave v zvezi z varstvom okolja in razvoj čistih, okolju prijaznih tehnologij. Pri tem naj omenimo razžvepljevanje dimnih plinov, selektivni termični razkroj dušikovih oksidov, okolju prijazni sežig trdnih in tekočih odpadkov in uporabo kemometrije pri vodenju tehnoloških procesov. Posebej velja poudariti večletno sodelovanje z nemško firmo BASF v raziskavah fluoriranja polimernih materialov.

Na področju fizikalne kemije potekajo raziskave katalitičnih reakcij, pomembnih za reševanje problemov, ki jih povzroča onesnaževanje okolja, raziskave procesov korozije in pasivizacije tehnološko pomembnih kovin ter zlitin (trdne zaščitne prevleke, kovinski in polimerni ortopedski implatati, primarne cinkove baterije), raziskave na področju merilnih metod, dozimetrije in vrednotenja škodljivih vplivov radona ter njegovih kratkoročnih razpadnih produktov na naravno in bivalno okolje. Raziskave na področju kemije s halogeni substituiranih organskih molekul so usmerjeni v študij reakcij organskih molekul halogeniranja (predvsem fluoriranja) ter vplivov halogenskega atoma (predvsem fluorovega) na njihovo transformacijo.

Skupina, ki se ukvarja z raziskavami in razvojem materialov, je v svetu poznana predvsem po svojih uspehih na področju strukturnih raziskav ter raziskav procesiranja keramike in nekaterih specialnih kovin. Kot najpomembnejše znanstvene dosežke velja omeniti sintezo mikrovalovne dielektrične keramike in spoznanja o korelaciji med njeno strukturo in lastnostmi, razlago pojava pozitivnega temperaturnega koeficienta upornosti pri feroelektrični keramiki ter prispevek k razumevanju žilavosti keramike. V zadnjem času se veliko ukvarja s sinteznimi metodami nanokristaličnih delcev, z električno aktivnimi tankimi plastmi za mikrosenzorje in z biokompatibilnimi materiali. Skupina od vsega začetka namenja veliko pozornost aplikativnim raziskavam, kar se izraža v vedno novih pogodbah s slovensko industrijo, ki proizvaja tehnološko zahtevne izdelke, kot so varistorji, mikrovalovni resonatorji, kondenzatorji, pozistorji, senzorji, feriti, magneti, hibridna vezja in mehansko odporna mehanika. Sodelujemo tudi z industrijo mineralnih vlaken za termoizolacijo in s steklarnami. Od evropskih industrijskih partnerjev pa naj omenimo MAN Roland in sodelovanje z njim pri razvoju elementov za nov način tiskanja s feroelektriki.

Poznanje kemije okolja je pomembno za boljše razumevanje nevarnih procesov, onesnaževanja okolja in posegov v njem ter za izdelavo sanacijskih programov, ki prispevajo k varstvu okolja. Glavna dejavnost na tem področju je usmerjena v razvoj in uporabo analiznih metod za določanje elementov in njihovih kemijskih zvrsti, radionuklidov ter organskih onesnaževalcev v okolju in bioloških sistemih. Z merjenjem stabilnih izotopov ugotavljamo izvire onesnaževanja hkrati pa omogoča študij paleoklimatskih razmer. Dobljeni rezultati se v glavnem uporabljajo za modeliranje naravnih procesov in za oceno vplivov na okolje, pri radioloških študijah, pri biogeokemijskih ciklusih elementov v sledovih in njihovi presnovi v bioloških sistemih, pri biološkem nadzoru živil ter pri oceni njihove prehrambne vrednosti.


Institut "Jožef Stefan", Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana, Slovenija, Telefon: (01) 477 39 00, Faks.: (01) 251 93 85
info@ijs.si