Projekt megnevezése: Újszerű tulajdonságokkal rendelkező fémnanoklaszter/2D kristály hibrid anyagok
Támogató: Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Kedvezményezett: HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont
Projekt azonosító: 2022-1.2.5-TÉT-IPARI-KR-2022-00006
Témavezető: Dr. Tapasztó Levente
A projekt támogatásának összege: 69 329 973 Ft
Támogatásintenzitás: 100%
Futamidő: 2023.01.01-2025.12.31
Az oldal frissítve: 2024.03.27-én
A projekt céljai:
Az anyagok szerkezetének atomi pontosságú megmunkálása, minden korábbinál nagyobb lehetőségeket kínál tulajdonságaik tervezett alakítására. A fém nanorészecskék kulcsfontosságú szerepet töltenek be számos alkalmazásban az infokommunikációs technológiáktól a katalizátorokon át a gyógyászati alkalmazásokig. Mivel tulajdonságaik különösen érzékenyek szerkezetük atomi létékű részleteire, így a szerkezet atomi szintű módosításával új tulajdonságok alakíthatók ki.
A jelen projekt keretében a fém nanorészecskék (nanoklaszterek) és a 2D kristályok kölcsönhatását kívánjuk kihasználni új/torzult szerkezetű fém nanoklaszterek létrehozására, amelyek nem léteznek (nem stabilak) önálló formában vagy más hordozók felületén. Vizsgálni fogjuk ezen új nanoszerkezetek elektromos, mágneses, optikai és katalitikus tulajdonságait, összefüggéseket állítunk fel a tulajdonságok és az atomi szerkezet között, annak érdekében, hogy lehetővé tegyük tervezett tulajdonságokkal rendelkező anyagok kialakítását.
A kutatás eredményeitől olyan területeken várunk jelentős előrelépést, mint az ultra-nagy sűrűségű mágneses adattárolás, vagy a nagy hatékonyságú és olcsó katalizátorok. Arra törekszünk, hogy a projekt során kifejlesztett eljárások mindegyike könnyen skálázható legyen, ezáltal lehetővé tegye az alkalmazásokban történő felhasználásukat.
A projekt fő célkitűzése, hogy olyan új hibrid anyagokat fejlesszen ki, fém nanorészecskék és 2D kristályok kombinációjával, amelyek kiaknázzák a fém nanoszerkezetek és a 2D kristályok között fellépő kölcsönhatásokat, teljesen újszerű vagy továbbfejlesztett elektromos, mágneses és katalitikus tulajdonságokkal felruházva azokat. A 2D kristályokból és nanoszerkezetekből felépülő hibrid anyagok úgy a felfedező kutatások, mint az új technológiai fejlesztések szempontjából is a nemzetközi kutatások és fejlesztések fókuszában vannak. Az itt javasolt projekt egy új és innovatív megközelítést javasol ilyen anyagok előállítására és tulajdonságaik hangolására, amelyek saját fejlesztésű előállítási módszereken (módosított elektrokémiai dekoráció), illetve a legkorszerűbb, közvetlenül a nemzetközi élvonalba tartozó kísérleti vizsgálati módszerek (SEMPA, spin-polarizált STM, pásztázó elektrokémiai mikroszkóp, SNOM) alkalmazásán alapul. Az alapötlet, hogy új fém nanoklaszter szerkezetek stabilizálhatók a megfelelően megválasztott 2D kristállyal való társítás/kölcsönhatás következtében szintén eredeti és működőképességét saját előzetes eredmények támasztják alá. Bár a projektet nem közvetlenül ipari partnerekkel közösen fog megvalósítani, annak céljai közvetlenül relevánsak olyan korszerű alkalmazások számára, mint az ultra-nagy sűrűségű mágneses adattárolás vagy a környezetbarát energiahordozók (pl. hidrogén) költséghatékony előállítása. Ezt erősítendő, a projekt során kifejleszteni tervezett előállítási és megmunkálási eljárások mindegyike könnyen skálázható lesz, azaz ezek közvetlenül is relevánsak lesznek az alkalmazások és az ipar számára. A projekt megvalósítása koreai-magyar kooperációban valósul meg.
A koreai partner a Korea Research Institute of Standards and Science, Dr. Chanyong Hwang.
A projekt eddigi eredményei, publikációk:
- András Pálinkás, György Kálvin, Konrád Kandrai, Márton Szendrő, Péter Vancsó, Gergely Németh, Miklós Németh, Áron Pekker, József S. Pap, Péter Petrik, Katalin Kamarás, Levente Tapasztó and Péter Nemes-Incze: Revealing the composition and structure of the universal molecular contamination layer on the surface of van der Waals materials, poster, Graphene Conference Manchester 2023.
- Konrád Kandrai, András Pálinkás, M. Syahid Mohd Isa, Zoltán Tajkov, Krisztián Márity, Roland Weiszmüller1, Márton Szendrő, Levente Tapasztó, Péter Nemes-Incze: Identifying and mapping stacking faults in rhombohedral graphite by scanning tunneling microscopy and Raman spectroscopy, poster, Graphene Week 2023, Svédország