Kemija - materiali prihodnosti in okolju prijazne tehnologije

Nastajanje raziskovalnih področij
Pogled v zgodovino Instituta
Dnevi Jožefa Stefana
Zlati znak Jožefa Stefana

• Fizika - spoznavajmo neznano
  Kemija - materiali prihodnosti in okolju prijazne tehnologije
  Molekularna biologija in biotehnologija - spoznavajmo življenje
  Informacijske tehnologije - znanje gospodarstvu
  Reaktorstvo in energija - varčujmo za prihodnost
  Okolje - dajmo prednost naravi
  Zdravje - boljše življenje
  
  

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.