Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultāte
Parādīt izvēlni
Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultāte

Projekti

Projekti

Fotodopētas TiO2 kvantu punktu daļiņas gāzu detektēšanai istabas temperatūrā un mitrumā

 

 

Projekta izstrāde - Materiālu un virsmas tehnoloģiju institūts, Andris Šutka

Drošas, uzticamas un viegli pieejamas gāzes detektēšanas sistēmas cenšas attīstīt jau gadu desmitiem. Šobrīd, kad vides jautājumi sasniedz kritisku līmeni, gāzes detektēšanas sistēmas ar mazu enerģijas patēriņu un izmaksām, kuras vienlaicīgi uzrāda augstu jutību un stabilu atbildes reakciju kļūst īpaši nozīmīgas. Uz metāla oksīda pusvadītājiem bāzētas gāzes sensoru sistēmas pašlaik ir vispopulārākais zemu izmaksu risinājums gāzu detektēšanai. Tomēr šīs sistēmas nevar nodrošināt uzticamas gāzes reakcijas reālos darba apstākļos - istabas temperatūrā un apkārtējā mitrumā. Sensora elementu ir nepieciešams sildīt temperatūrā virs 150 °C. Šādas temperatūras rada drošības riskus, kā arī sensora darbināšana ir enerģētiski dārga – nav piemērota no baterijām brīvām sistēmām ar zemu enerģijas patēriņu. Šajā projektā mēs izstrādāsim ļoti jutīgas gāzes uztveršanas sistēmas, kuru pamatā ir TiO2 kvantu punkti un fotodopēšana. Nesen mēs atklājām, ka fotoaktīvi TiO2 kvantu punkti gaistošo organisko savienojumu klātbūtnē ģenerē spēcīgus elektriskos signālus istabas temperatūrā un apkārtējā mitrumā. Šajā projektā dotā gāzu detektēšanas koncepcija tiks attīstīta tālāk. Projekts ir fundamentāla rakstura pētījums, kurš, izmantojot starptautisku tīklošanos un publicēšanos augstas ietekmes zinātniskajos žurnālos, ļaus nobriest projektā iesaistītajai komandai. Projekts veicina RIS3 tautsaimniecības pārveidošanas virzienu “Viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiertehniskās sistēmas” Latvijā.

Finansētājs: Latvijas zinātņu padome, projekta Nr. lzp-2021/1-0115
Projekta realizācijas periods: 01.01.2022-31.12.2024
Budžets: 300 000 eiro

Photodoping activated TiO2 quantum dot particles for gas-sensing at room temperature and humidity

Safe, reliable and readily available gas sensing systems has been sought for decades. Now when the environmental issues are reaching the crucial level, the highly responsive gas sensing systems with stable response, low-power consumption and cost becomes especially important. Metal oxide gas-sensing systems are currently the main solution for low-cost gas detection. However, these systems cannot provide reliable gas responses at room temperature and ambient humidity. Water molecules block the active surface sites and thus the heating above 150°C is needed. The heating causes safety risks, as well as it is energetically costly – not suitable for low energy battery-free systems. In the present project we are going to develop highly responsive gas sensing systems based on TiO2 quantum dots (QDs) and photodoping. Recently we have revealed that the photoresponsive TiO2 QDs in the presence of light and hole scavenging volatile organic compounds provide strong electric signals at room temperature and humidity. Here we are going to develop this concept further by using transition metal doping and chemical surface functionalisation. The project offers to execute multidisciplinary fundamental research, with a proven track record from the team. It will mature the project team by international networking and publishing at high impact. The project is contributing to the RIS3 National economy transformation direction “Smart materials, technologies, and engineering systems” in Latvia.

 

Pašlaik realizējamie projekti

RTU MLĶF Materiālu un virsmas tehnoloģiju institūts

                                                                                                                                                                                                                                 Earth abundant Ca-Fe-oxide-based materials with tailored antimicrobial   functionalities for diverse applications on surfaces, in water and membranes (CaFeOx)

Vadītājs: Andris Šutka


Anotācija: Due to the increase in microbial resistance and survival after biocide treatments, there is a strong interest in nanomaterials exhibiting antimicrobial activity in coatings and membrane filtration. Currently, the highest recognizability is seen in various photocatalytic materials that require light irradiation to be efficient. The Ca-Fe oxide nanopowders synthesized within CaFeOx the nanopowders will be applied and evaluated for water disinfection, as well as for coatings on polymer membranes to prevent fouling. The efficiency and biofouling potential will be tested in laboratory scale pilot systems, validated at an industrial level and assessed for their commercialization potential.

Finansētājs: ERA-NET
Projekta realizācijas periods: 06/2021 – 05/2024
Budžets: € 201 273

 

 

 

Elektrodu un elektrolītu izpēte amfotēras atsaistītas uzlādējamas baterijas iegūšanai                                                                        
Vadītājs: Anzelms Zukuls
 
Anotācija: Projekta mērķis ir attīstīt amfotero bateriju, ar palielinātu atvērtas ķēdes potenciālu un kopējo šūnas enerģijas blīvumu. Lai sasniegtu mērķi, tiks izstrādāta elektroķīmiskā ierīce ar pH-atdalītām anoda un katoda šūnām. Lai sasniegtu augstāku atvērtas ķēdes potenciālu un baterijas jaudu ūdens elektrolītu uzlādējamajās baterijās, sārmainā un skābā vidē tiks apvienoti (amfoteriskā baterija) attiecīgi anoda un katoda reakcijai. Anoda reakcija tiks realizēta sārmainā vidē, bet katoda reakcija - skābā vidē. Papildu elektrodu materiāli un gēla elektrolīti tiks identificēti un izstrādāti, lai savienotu divas dažādas pH vides un nodrošinātu protonu pārnesi. Izstrādātā akumulatora ierīce būs viegli izgatavojama un efektīva ar lielu ieguldījuma atdevi. Šis visprogresīvākais projekts piedāvā iesaistīt daudz disciplinārus pētījumus ar pierādītu pieteikuma iesniedzēja pieredzi, lai nodrošinātu alternatīvu tīrai enerģijai. Paredzams, ka projekts būs fundamentāls pētījums, un tas paaugstinās kandidāta kompetences līmeni, pieredzi rezultātu izplatīšanā un saziņā ar mērķauditoriju, kā arī sniegs sadarbības iespējas internacionālā līmenī.

Finansētājs: Latvijas zinātņu padome, projekta Nr. lzp-2021/1-0141
Projekta realizācijas periods: 01.01.2022-31.12.2024
Budžets: 299 999,70 eiro

Investigation of electrodes and electrolytes for obtaining amphoteric decoupled rechargeable batteries

The application aims to develop the amphoteric battery to increase open circuit potential and overall cell energy density. To reach the goal the electrochemical device with pH-separated anode and cathode cells will be designed. To achieve higher open circuit potential and cell power for an aqueous battery, the alkaline and acid medium will be combined (amphoteric battery) for anode and cathode reaction respectively. The anode reaction will be realized in the alkaline environment, while the cathode – in an acidic environment. The auxiliary electrode materials and gel electrolytes will be identified and developed to connect two different pH media and provide proton transfer. The developed battery device will be easy to manufacture and efficient with a large return on investment. This cutting-edge project offers to involve multidisciplinary research, with a proven track record for the applicant, to provide a clean energy alternative. The project is expected to be non-economic fundamental research and will increase the candidate’s competence level, international network and experience in disseminating results and communicating with target audiences.

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                        Dinamiskās Šotkī diodes ģeneratoru izstrāde izmantojot pārejas metālu oksīdus ar platu aizliegto zonu un karsto elektronu injekciju

Vadītājs: Kaspars Mālnieks

Anotācija: Projekta mērķis ir izstrādāt augstas veiktspējas tribovoltāžas ierīces konstruējot dinamiskās Šotkī diodes no pārejas metālu oksīdiem ar platu aizliegto zonu. Mūsu nesen publicētajā rakstā pirmo reizi ir nodemonstrēts, ka Šotkī diodē, kas veidota no platas aizliegtās zonas pārejas metālu oksīdu pusvadītāja un metāla, dinamiskā kontaktā mehāniskas berzes rezultātā tiek ģenerēti karstie elektroni. Šajā projektā šāda veida triboelektriskās ierīces tiks pilnveidotas ar mērķi uzlabot to veiktspēju. Ierīces tiks pilnveidotas adoptējot metodes, kuras plaši izmantotas fotovoltāžas ierīcēs, lai panāktu efektīvāku fotoinducēto karsto elektronu pārnesi no metāla pusvadītājā: (i) pievadot statisku elektrisko lauku; (ii) Šotkī robežvirsmā integrējot polārus organiskus vienslāņus un (iii) uznesot uz pusvadītāja plānu izolatora slāni, lai ierobežotu karsto elektronu atstarošanos. Projektā radītās tribovoltāžas ierīces pavērs plašas iespējas apkārtējās vides mehāniskās enerģijas izmantošanai elektrisko ierīču darbināšanai. Starpdisciplināro pētījumu veiks zinātniskā grupa ar atbilstošo pieredzi. Projekta laikā radītos pētījuma rezultātus paredzēts publicēt augstas ietekmes zinātniskajos žurnālos, kas ļaus piesaistīt ārvalstu pētnieku uzmanību starptautiskos tīklošanās pasākumos. Projekts veicina RIS3 Tautsaimniecības transformācijas virzienu “Viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiersistēmas” Latvijā.

Finansētājs: Latvijas zinātņu padome, projekta Nr. lzp-2021/1- 0129
Projekta realizācijas periods: 03.01.2022-31.12.2024
Budžets: 299 999,70 eiro

Engineering of dynamic Schottky diode generators based on wide band gap semiconductors and hot electron injection

Project goal is to develop high performance tribovoltaic devices by constructing dynamic Schottky diode from wide bandgap transition-metal oxides (TMOs). We recently demonstrated for the first time that the hot electrons are generated from friction in dynamic Schottky diode constructed from wide band gap TMO and metal. In the present project the proposed tribovoltaic devices will be improved by adapting approaches used to enhance hot electron transfer from metal to TMO in photovoltaic devices by: (i) introducing the static electric field over the junction, (ii) integrating self-assembled monolayer (SAM) coating at the triboelectric interface and (iii) applying thin insulator layer to limit backflow of hot electrons. The novel concept is anticipated to widen the range of sources that can be used in powering the ever-expanding and diversifying range of small electronic devices. The cutting edge multidisciplinary experimental research will be carried out by a project team with proven track record. The project also aspires to address underlying fundamental science for comprehensive approach to the challenge, marking a leap in qualification of the project team that is expected to manifest in publishing at the highest impact level and in extensive international networking. The project is contributing to the RIS3 National economy transformation direction “Smart materials, technologies, and engineering systems” in Latvia.

 

 

Bioresorbable implantable triboelectric nanogenerator devices “BIOTENG"  
Vadītājs: Andris Šutka

Anotācija: The objective of BIOTENG is to provide new concepts and methodologies for designing and fabricating tailored biocompatible and bioresorbable functional hybrid nanomaterials for implantable triboelectric nanogenerator (TENG) devices. The proposed innovative TENG device converts mechanical vibrations into electricity for powering health monitoring microdevices or generating electric signals for treatment or stimulation of desirable biological systems. After its service in vivo is no longer required, the implantable TENG device will undergo biodegradation without the need for additional surgery for its removal. The main innovative aspect of the project is the way how the materials will be selected and modified for better triboelectrification (TE). Currently, the materials for TENG are selected from the triboelectric series because electron transfer is considered as the main mechanism underlying the TE. Recently we correctly identified the heterolysis as a mechanism for polymer TE. The polymer TE in BIOTENG will be controlled by controlling heterolytic bond breaking via macromolecular bonding and nanoparticle additives. The project will provide a wider choice of innovative materials that can be used for implantable TENG devices with better performance. The proposed multidiscipline BIOTENG consortium brings together world-class institutions to open new avenues of joint research in complementary areas where each institution has its individual strengths. Namely, the polymer materials for TENG device will be developed in the University of Tartu; polymer nanofibers, nanocomposites, and inorganic additives, as well as materials for conductive electrodes, will be fabricated at the Rhein-Waal University of Applied Sciences; TENG devices will be engineered and tested at the Riga Technical University, and the partners at the Institute of Biochemistry, Federal Research Centre of Biotechnology in Moscow, Russia are expected to test performance of TENG in vitro and in vivo.

Finansētājs: ERA-NET (RUS Plus)
Projekta realizācijas periods: 01.10.2021.-30.09.2024.
Budžets: 210 972.70 eiro

 

 

 

 

 

RTU MLĶF Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūts

 

Eļļas intensīvas ekstrakcijas metodes izstrāde un salīdzināšana EINES ,  ZI-2022/2 (sadarbībā ar MLĶF VĶTI un MTAF Transporta institūtu)

Projekta izstrāde - MLĶF Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūts

Starpnozaru sadarbība ļaus iegūt vērtīgas zināšanas par efektīvu otrreizējo resursu izmantošanu, tai skaitā, vērtīgas eļļas (organiskas vielas maisījumu) iegūšanu no izmantotajiem kafijas biezumiem ar intensīvas ekstrakcijas paņēmienu jaunu inovatīvu produktu radīšanai.

 

Aktīvi līgumdarbi par analīžu un pētījumu veikšanu ar: A/S “Grindeks”, A/S “Olainfarm”, A/S Olaines ķīmiskā rūpnīca "BIOLARS",   APP “Agroresursu un ekonomikas institūts” Priekuļu pētniecības centrs, SIA “H.A.Brieger”, SIA “Larifans”, SIA “Tenachem”

Azidogrupa kā reģioselektivitātes un reakcijas spējas slēdzis annelētos pirimidīnos: medicīnas un materiālu ķīmijā pielietojamu priviliģēto struktūru sintēzes metodoloģiju jaunrade ( lzp-2020/1-0348 ) 

Projekta izstrāde - MLĶF Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūts

Projekta ietvaros tiks attīstītas jaunas sintētiskās metodes ar jaunu reģioselektivitāti annelēto pirimidīnu – purīnu, 7-deazapurīnu, hinazolīnu un piridopirimidīnu – nukleofīlās aromātiskās aizvietošanas un gredzena atvēršanas reakcijās. Projekta pieteikums ir balstīts uz azidopirimidīnu raksturīgajām īpašībām izveidot azīda-tetrazola līdzsvaru. Tādā veidā azido grupa var darboties kā reaktivitātes un reģioselektivitātes slēdzis, ļaujot (azido forma) vai bloķējot (tetrazolo forma) reaktīvās vietas nukleofīlu uzbrukumu. Turklāt azīdu grupas tiks pārveidotas par 1,2,3-triazoliem, kuri ir zināmi kā lieliskās aizejošas grupas SNAr procesos. Tādējādi šis projekts nodrošinās pētījumu par šādas sintētiskās metodoloģijas iespējām un ierobežojumiem annelētajos pirimidīnos. Tetrazola tautomēru veidošanās ir arī priekšnoteikums annelētu azido-pirimidīnu gredzena atvēršanas reakcijām.

Šis projekts attīstīs vieglu iegūšanas pieeju imidazolil-, pirolil-, piridil-tetrazolu atvasinājumiem, kuri tiks iegūti purīnu, 7-deazapurīnu un piridopirimidīnu gredzena atvēršanas reakcijās. Šis projekts ir saistīts ar sintētisko organisko ķīmiju, bet izstrādātās sintētiskās metodes nodrošinās jauna veida savienojumu kombinatorās bibliotēkas, kurām tiks noteikta bioloģiskā aktivitāte dažādu citu sadarbības projektu ietvaros. Projekta komandu veidos projekta vadītājs (1PLE), 1 doktorants (1PLE), 1 doktorants (0.5PLE) un 1 maģistrants (0.5PLE). Projekta rezultātus plānots publicēt 6 SCI publikācijās.

Bioloģiski aktīvu vielu izdalīšana un pielietošana funkcionālu produktu izveidē no pārtikas ražošanas blakusproduktiem ( 1.1.1.2/VIAA/4/20/656 ) 
Projekta izstrāde - MLĶF Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūts
Pētniecības projekta zinātniskais mērķis - izdalīt bioloģiski aktīvus, funkcionālus, ķīmiskus savienojumus no pārtikas primārajā ražošanā radītiem augļu un dārzeņu blakusproduktiem un izstrādāt tehnoloģiju jauniem inovatīviem un funkcionāliem produktiem.
Inovatīvu neiropātisko sāpju mazināšanas līdzekļu iegūšana ( 1.1.1.2/VIAA/3/19/398 ) 
Projekta izstrāde - MLĶF Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūts
Projekta zinātniskais mērķis ir izveidot jaunus, patentspējīgus selektīvus ogļskābes anhidrāzes 7. izoformas inhibitorus kā potenciālus neiropātisko sāpju mazināšanas līdzekļus, kā arī sekmēt RIS3 mērķu sasniegšanu, un zinātnes cilvēkkapitāla attīstību, un jaunu zināšanu radīšanu tautsaimniecības konkurētspējas uzlabošanai, īstenojot ar saimniecisko darbību nesaistītu rūpniecisko starpdisciplināro pētījumu.
 

RTU MLĶF Tehniskās fizikas institūta realizētie projekti

 

Jaunu organisko stiklveida molekulāro azobenzola materiālu izstrāde un to novērtējums lietojumam dinamiskajā hologrāfijā, kā arī difraktīvo un refraktīvo optisko elementu izgatavošanai

Apakšprojekta vadītājs: Dr. habil. phys. Andris Ozols, Tehniskās fizikas institūts

Īss projekta apraksts

Azobenzolus saturošu materiālu izpēte hologrāfiskā ieraksta veikšanas vajadzībām ir īpaši perspektīva, jo ieraksts var tikt veikts pie istabas temperatūras bez pēcapstrādes un, principā, var tikt izdzēsts un pārrakstīts. Hologrāfiskā ieraksta mehānisms azobenzolu saturošās molekulās līdz šim vēl nav pilnībā izprasts. Pie tam, līdz šim nav veikti sistemātiski pētījumi, kas korelētu azobenzolu ķīmisko struktūru un veicamā hologrāfiskā ieraksta efektivitāti. Šinī projektā plānots risināt šo problēmu, sintezējot sēriju azobenzola atvasinājumu ar lielu tādu molekulāro raksturlielumu kā dielektriskā caurlaidība un dipola moments variāciju. Šajos savienojumos veiktā hologrāfiskā ieraksta parametru analīze ļautu labāk izprast hologrāfiskā ieraksta rašanās procesu, ieskaitot virsmas reljefa režģa veidošanās mehānismu, un dotu ieskatu kā izstrādāt azobenzolu saturošus materiālus ar augstāku hologrāfiskā ieraksta efektivitāti.

Projekta mērķis ir, izmantojot racionālu dizainu un sistemātisku pieeju, izstrādāt jaunus organiskus stiklveida fāzi veidojošus materiālus un veikt to hologrāfisko īpašību izpēti ar mērķi labāk izprast struktūras-fotojutības sakarības un palielināt materiālu difrakcijas efektivitāti.

Projekta partneris: Institute of Physics, Ukrainian National Academy of Sciences,  Kiev, Ukraine

Daudzfunkcionālie materiāli un kompozīti, fotonika un nanotehnoloģijas. Projekts Nr. 1 Fotonika un materiāli fotonikai apakšprojekts Nr 1.3

Projekta vadītājs: Dr. habil. phys. Andris Ozols, Tehniskās fizikas institūts

Īss projekta apraksts

Projekta mērķis ir azohromoforu un neazohromoforu molekulāro stiklu kārtiņu hologrāfisko un optisko  īpašību izpēte atkarībā no to struktūras, kā arī elektriskā un magnētiskā lauka iedarbes izpēte uz hologrāfisko ierakstu šajās kārtiņās. Plānoti sekojošie rezultāti. Metodikas un iekārtas izstrāde elektriskā lauka ietekmes izpētei uz hologrāfisko ierakstu molekulārās kārtiņās. Mērījumu veikšana ZWK-2TB, WE-3, ZWK-3 un IWK-2D kārtiņās. Jaunu 13 veidu neazohromoforu kārtiņu un trīs veidu dendrimēru kārtiņu hologrāfisko parametru noteikšana. Metodikas un iekārtas izstrāde magnētiskā lauka ietekmes izpētei uz hologrāfisko ierakstu molekulārās kārtiņās. Mērījumu veikšana IWK-2D kārtiņās. Fotoinducētās anizotropijas eksperimentāla izpēte IWK-2D kārtiņās ar hologrāfisko un atomspēka mikroskopijas metodi.

Daudzfunkcionālie materiāli un kompozīti, fotonika un nanotehnoloģijas. (IMIS2) Projekts Nr. 2 Nanomateriāli un nanotehnoloģijas apakšprojekts Nr. 2.5. Ar lāzera starojumu iegūto nanodaļiņu optisko un elektrisko īpašību pētīšana

Apakšprojekta vadītājs: Dr. habil. phys. Artūrs Medvids, Tehniskās fizikas institūts

Finansējošā programma: Valsts pētījumu programmas (VPP)

Īss projekta apraksts

Projekta ietvaros ir paredzēts attīstīt inovatīvo un uzlaboto materiālu un nanotehnoloģiju zināšanu bāzi un cilvēkkapitālu tautsaimniecības konkurētspējas paaugstināšanai, liekot uzsvaru uz tām Eiropas Komisijas noteiktajām atslēgtehnoloģiju (Key Enabling Technologies – KET) jomām, kurās Latvijā eksistē ievērojams zinātniskais potenciāls un tautsaimniecības pieprasījums. Projekta mērķis ir attīstīt nanomateriālu un tehnoloģiju nozari komercializējamu nanotehnoloģiju piedāvājuma un konkurētspējīgas nanotehnoloģiju industrijas uzturēšanai Latvijā; attīstīt konkurētspējīgas Latvijā radītās zināšanas inovatīvo materiālu jomā līdz ražošanas tehnoloģijām un materiālu ražošanas iniciēšanai. Tiek pētīta lāzera starojuma ietekme uz ZnO optiskajām īpašībām, un tiek izstrādāta lāzer metode Zn nanodaļiņu veidošanās. Projektā iegūtos rezultātus varēs izmantot, lai attīstītu Latvijai jaunus tautsaimniecības virzienus, tādus kā mikro- un optoelektronikas ražošana.

Projekta datumi: 02.01.2014 – 31.05.2018
Paātrinātāja pētniecība un inovācijas Eiropas zinātnes un sabiedrības attīstībai (ARIES)

Projekta vadītājs no Latvijas puses: Dr. habil. phys. Artūrs Medvids, Tehniskās fizikas institūts

Finansējošā programma: Apvārsnis 2020

Īss projekta apraksts

Lielais hadronu paātrinātājs ir apjomīgākais un sarežģītākais zinātniskais instruments uz planētas. Šobrīd tas sasniedzis tehnisko iespēju robežu, tāpēc Eiropas zinātnieki, arī pētnieki no RTU, apvienojas projektā, lai izstrādātu tehnoloģijas jaudīgāku, drošāku un efektīvāku paātrinātāju būvēšanai.

Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Tehniskā fizikas institūta zinātnieki profesora Artūra Medvida vadībā pētīs supervadītāju niobiju, ko izmanto hadronu paātrinātāja rezonatoru pārklāšanai. Niobija īpašības nodrošina vajadzīgos apstākļus daļiņu plūsmas paātrināšanai līdz gaismas ātrumam. RTU zinātnieku uzdevums ir izstrādāt tehnoloģiju enerģijas zudumu samazināšanai un uzlabot pārklājuma noturību.

Sadarbības partneri: 41 partneris, ieskaitot CERN
Ar Nd:YAG lāzeru inducēta fotopolimerizācija Novolac polimēros

Projekta pilns nosaukums: Ar Nd:YAG lāzeru inducēta fotopolimerizācija Novolac polimēros

Projekta vadītājs: Dr. habil. phys. Artūrs Medvids, Tehniskās fizikas institūts

Finansējošā programma: RTU Pētniecības platformas

Īss projekta apraksts

Polimērs ir viens no svarīgākajiem materiāliem mūsu ikdienā. Tas ir lēts, viegli iegūstams un relatīvi vienkārši utilizējams materiāls. Optimizējot sastāvu un mainot polimerizācijas pakāpi ir iespējams iegūt materiālu ar kontrolējamām fizikālām īpašībām, kā piemēram, paaugstināta cietība un ķīmiskā izturība. Parasti polimēru iegūšanai sintēzes laikā izmanto termopolimerizācijas vai fotopolimerizācijas metodes. Termopolimerizācija ir laikietilpīgs process, kura laikā bieži tiek izmantota paaugstināta temperatūra virs 100oC, kas apgrūtina lielu konstrukciju pārklāšanu ar polimēra slāni. Neskatoties uz to, ka fotopolimerizācija arī ir laikietilpīgs process,  lāzerinducēta fotopolimerizācija noris daudzreiz ātrāk un ir mazāks enerģijas patēriņš.

Projekta mērķis ir izstrādāt jaunu Novolac polimēru polimerizācijas tehnoloģiju, kas būtu daudz ātrāka nekā jau labi zināmā termiskā apstrāde. Tas tiks sasniegts, aizstājot termopolimerizāciju ar fotopolimerizāciju, šim nolūkam izmantojot impulsu lāzeru vai arī kombinējot to ar citu gaismas avotu, piemēram, dzīvsudraba lampu.

Sadarbības partneri: SIA "Jūras Servisa Centrs"

Projekta datumi: 02.01.2017 – 29.12.2017

GeSn fotosensori - no pētījumiem līdz lietojumam

Projekta vadītājs no Latvijas puses: Dr. habil. phys. Artūrs Medvids, Tehniskās fizikas institūts

Finansējošā programma: Latvijas–Lietuvas–Taivānas zinātniskās sadarbības atbalsta fonds

Īss projekta apraksts

Materiāli uz silīcija bāzes ir bijuši straujas revolucionāru elektronikas tehnoloģiju attīstības pamatā un ir dominējuši tirgū pēdējo 40 gadu laikā. Ceturtās grupas elementi silīcijs un germānijs ir kalpojuši kā pamatmateriāli fotodetektoros. Sakausējumu materiāli uz germānija un alvas bāzes ir ļoti daudzsološi, lai uzlabotu fotodetektoru īpašības, ļaujot uztvert gaismu vidējā infrasarkanajā apgabalā. Projekta galvenais mērķis ir tehnoloģiju izstrāde šādu jaunu materiālu iegūšanai. Zinātnieki no RTU Lietišķās ķīmijas un materiālzinātnes fakultātes Tehniskās fizikas institūta Pusvadītāju fizikas laboratorijas profesora Artūra Medvida vadībā ir iesaistīti šajā projektā kā  speciālisti lāzertehnoloģiju jomā. Viņi veiks pētījumus par lāzer-inducēto fāžu pāreju izmantošanu projekta mērķu sasniegšanai, veidojot germānija un alvas savienojumu struktūras, pārvietojot atomus ar lāzera impulsu  radītā temperatūras lauka palīdzību.  Sadarbības partneru institūcijas: Viļņas Universitāte, Taivānas Nacionālā universitāte

Projekta datumi: 01.01.2018. – 31.12.2020.
Sprieguma mehānisma noteikšana Si-SiO2 robežvirsmā un robežvirsmas īpašību modificēšana

Projekta vadītājs no Latvijas puses: Dr. habil. phys. Artūrs Medvids, Tehniskās fizikas institūts

Finansējošā programma: Baltijas-Vācijas Augstskolu biroja programma (DAAD)

Īss projekta apraksts

Ir labi zināms, ka Si-SiO2 sistēmā tās veidošanās procesā rodas iekšējie mehāniskie spriegumi, kuru cēlonis ir atšķirības starp SiO2 plēves un pamatnes termiskās izplešanās koeficientiem. Punktveida defektu pārdalīšanu var izmantot, lai daļēji samazinātu virsmas spriegumu. Tomēr šis process līdz pat šim nav izpētīts atomārā līmenī. Projekta mērķis ir izpētīt sprieguma relaksācijas mehānismu Si-SiO2 sistēmā, izmantojot EPR, IS absorbcijas spektroskopiju un  skenējošo elektronu mikroskopiju (SEM).

Sadarbības partneru institūcijas: Jūlihas pētniecības centrs, Peter Grünberg institūts, Vācija

Projekta datumi: 01.01.2017. – 15.12.2017.

Citi realizētie projekti

 

UV CIETĒJOŠIE BIO-BĀZES SVEĶI JAUNO MATERIĀLU PIELIETOJUMIEM

Mūsdienās plastmasas pārstrādes rūpniecība un koksnes rūpniecība saskaras ar lielām problēmām, kas galvenokārt saistītas ar ilgtspējīgu bioizejvielu trūkumu, ko izraisa fosilo resursu pārmērīgs patēriņš, kā arī inovāciju trūkums biotehnoloģijas procesos.

Šī projekta galvenais mērķis ir ierosināt novatorisku pieeju šo jautājumu risināšanai. Šajā nolūkā projektā tiks pagatavoti un izpētīti jauni augu eļļas bāzes polimēru sveķi, kuru bioloģiskās sastāvdaļas ir iegūtas no biomasas, un tos izmantos UV gaismas cietējošajiem pārklājumiem, kā arī aditīvai ražošanai (AM). Tas palīdzēs paplašināt bioloģisko materiālu klāstu ilgtspējīgos pārklājumos un 3D drukas materiālos. Šī koncepcija tiks attīstīta ciešā sadarbībā ar Latvijas un Vācijas dalībniekiem sanāksmēs un semināros.

Projekta dalībnieki:

* Baltijas-Vācijas Augstskolu biroja projektu finansiāli atbalsta Vācijas Akadēmiskās apmaiņas dienests (DAAD) no Vācijas Ārlietu ministrijas piešķirtajiem līdzekļiem.

About the project:

BIO-BASED UV-CURING RESINS FOR MATERIAL APPLICATIONS

Today the plastic processing industry and wood-based industry are facing major challenges related mainly to the scarcity of sustainable raw material caused by the overconsumption of fossil resources and also to the lack of breakthrough innovation in process biotechnology. The overreaching objective of the present project is to propose an innovative approach to alleviate these issues. To this end, novel vegetable oil UV-curable polymeric resins, whose bio-based components are derived from biomass side-streams, will be formulated and used for UV-curing coatings as well as for additive manufacturing (AM). This will help to enlarge the range of bio-based materials in sustainable coatings and 3D printing materials. This concept will be discussed in close collaboration of the Latvian and German participants at LV-GE meetings.

Participants of the project:

* This project of the Baltic-German University Liaison Office is supported by the German Academic Exchange Service (DAAD) with funds from the Foreign Office of the Federal Republic Germany.

ERAF pēcdoktorantūras grants «Stimuli responsive transdermal drug delivery system» (Uz stimuliem reaģējoša transdermāla zāļu piegādes sistēma)

Projektu īsteno RTU MLĶF Biomateriālu zinātniskā pētniecības laboratorija, projekta vadītājs - Kārlis Agris Gross.

  • Īstenošanas periods: 01.12.2017. – 30.11.2020.
  • Kopējais finansējums: 133 806 EUR
  • Projekta mērķis: izgatavot un pētīt uz stimuliem reaģējošas transdermālas polimēru nanošķiedru tīmekļu nanokompozītās membrānas kontrolētai mazmolekulāru vielu (zāļu) piegādei, kurās izdalīšanās kinētiku regulē ar multifunkcionālām biosavietojamām, pēc izmēriem par polimēru nanošķiedrām mazākām, nanopildvielām. Projekta gaitā pētīs pildvielu ietekmi uz mehāniskajām īpašībām, polimēra matricas šķerssaistīšanās vai destruģēšanās kinētiku, mitruma izturību un mazmolekulāru vielu izdalīšanas kinētiku. Atkarībā no nanopildvielas veida polimēru nanošķiedrās, mazmolekulāro vielu izdalīšanas kinētika tiks variēta ar kādu no stimuliem – redzamās gaismas starojums, temperatūra, magnētiskais lauks u.c..
ERAF 1.1.1.1. praktiskās ievirzes pētījumu projekts «Virsmas īpašību ietekmes uz slīdamību pa ledu pētījumi» Nr.1.1.1.1/16/A/129
Projektu īsteno RTU MLĶF Biomateriālu zinātniskā pētniecības laboratorija, projekta vadītājs - Jānis Rudzītis.
  • Īstenošanas periods: 01.04.2017. – 31.03.2020.
  • Kopējais finansējums: 594 054 EUR
  • Projekta mērķis: Uzlabot cietu materiālu virsmu slīdamību pa ledu, detalizēti izzinot virsmas slīdamību ietekmējošos parametrus, izveidojot jutīgas metodes šo īpašību testēšanai, kā arī izpētot metāla-ledus mijiedarbību.
  • Sadarbības partneri (2): Rīgas Tehniskā universitāte (koordinators – Latvija), Latvijas Universitāte (Latvija)
7.ietvara programmas ERA-NET (M-era.Net) projekts «Implants signal to bone for bone growth and attachment» («Implanti raida signālus, kas veicina kaulu augšanu un piesaisti») Nr.ESRTD/2017/4

 Projektu īsteno RTU MLĶF Biomateriālu zinātniskā pētniecības laboratorija, projekta vadītājs - Kārlis Agris Gross

  • Īstenošanas periods: 01.01.2017. – 31.12.2019.
  • Kopējais finansējums: 210 000 EUR (RTU daļa)
  • Projekta mērķis: Signaling Implant ir vērsts uz ortopēdisko implantu uzlabošanu, jaunu ražošanas tehnoloģiju izstrādi un jaunas kvalitātes kontroles metodes ieviešanu. Hidroksilapatīta pārklājumu dizains orientēs kristālus un jonu novietojumu kristālrežģī, lai radītu virsmas elektrisko potenciālu, tādejādi nodrošinot lielāku funkcionalitāti, salīdzinājumā ar esošajiem kaulu implantiem. Tiks novērtēta virsmas elektriskā potenciāla ietekme uz baktērijām, kaulu šūnām un kaulu augšanu.
  • Sadarbības partneri (6): Rīgas Tehniskā universitāte (koordinators – Latvija), Ekstremaduras Universitāte (Spānija), «Icraft» (Somija), Trauma Care Consult (Austrija), Institute for experimental and clinical traumatology (Austrija), «Sidrabe» (Latvija)
Nanolīmenī modificētu tekstiliju virsmu pārklājumu sintēze un enerģētiski neatkarīgas mērīšanas sistēmas integrācija viedapģērbā ar medicīnisko novērojumu funkcijām

Vadītāja: Dr. habil. sc. ing. Profesore Silvija Kukle

Darbības programmas «Izaugsme un nodarbinātība» 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa «Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā» 1.1.1.1. pasākuma «Praktiskas ievirzes pētījumi» projekts «Nanolīmenī modificētu tekstiliju virsmu pārklājumu sintēze un enerģētiski neatkarīgas mērīšanas sistēmas integrācija viedapģērbā ar medicīnisko novērojumu funkcijām» Nr. 1.1.1.1/16/A/020. Projekta īstenošanas periods no 01.03.2017. līdz  31.12.2019.

Apakšprojekta vadītājs: Dr. phys. Juris Blūms, Tehniskās fizikas institūts

Īss projekta apraksts

Pētījumi enerģētiski neatkarīgas sistēmas pilnveidei un optimālai integrācijai apģērbā, kas apģērba valkātāja ķermeņa daļu kustību enerģiju transformētu elektrībā, iegūtu datus par cilvēka fizioloģisko stāvokli, un spētu nosūtīt informāciju attālinātiem uztvērējiem.

Vieds un drošs darba apģērbs

Vadītāja Dr. sc. ing. Asoc. Profesore Inga Dāboliņa

Starpreģionu sadarbības programmas INTERREG, Eiropas Savienības struktūrfondu 3.mērķa «Eiropas teritoriālā sadarbība» programmas starptautiskais zinātnieki pētnieciskais projekts Nr. R006 «Vieds un drošs darba apģērbs» Projekta īstenošanas periods no 01.03.2016 līdz 01.03.2019.

Circular ECOnomy Innovative Skills in the TEXtile Sector – ECO-TEX

Vadītāja Dr. sc. ing. Asoc. Profesore Dana Beļakova

ERASMUS+ KA2 aktivitātes Stratēģisko partnerību sektora projekts Nr. 2017-1-ES01-KA202-038419 «Circular ECOnomy Innovative Skills in the TEXtile Sector – ECO-TEX». Projekta īstenošanas periods no 01.11.2017. līdz 30.04.2020.

Viedo izolācijas materiālu struktūru un tehnoloģiju izstrāde iekštelpu mikroklimata nodrošināšanai

Vadītājs Dr. sc. ing. docents Edgars Kirilovs

Darbības programmas «Izaugsme un nodarbinātība» 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa «Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā» 1.1.1.2. pasākuma «Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts» projekts Nr. Nr.1.1.1.2/VIAA/1/16/152 «Viedo izolācijas materiālu struktūru un tehnoloģiju izstrāde iekštelpu mikroklimata nodrošināšanai». Projekta īstenošanas periods no 16.10.2017. līdz  15.10.2020.

Development of novel organic glass forming  molecular azobenzene  based materials and their evaluation for dynamic holography and design of diffractive and refractive optical elements  
Projekta vadītājs Valdis Kampars, RTU MLKF Lietišķās ķīmijas institūts
The joint Ukrainian- Latvian  R&D projects for the period of 2016 – 2017 Інститут фізики НАН України
1.1.1.1/16/A/131. Design and Investigation of Light Emitting and Solution Processable Organic Molecular Glasses
Projekta vadītājs Valdis Kampars, RTU MLKF Lietišķās ķīmijas institūts
1.1.1.1/16/A/078. Biodīzeļdegvielas sintēze rapšu eļļas interesterifikācijā
Projekta vadītājs Valdis Kampars, RTU MLKF Lietišķās ķīmijas institūts
Ūdeņraža un biodegvielu ieguves inovatīvās tehnoloģijas, to uzglabāšana, kvalitātes kontrole, kvalitātes nodrošināšana un izmantošana Latvijā
Projekta vadītājs Valdis Kampars, RTU MLKF Lietišķās ķīmijas institūts
Energoefektīvi un oglekļa mazietilpīgi risinājumi drošai, ilgtspējīgai un klimata mainību mazinošai energoapgādei (LATENERGI)
Plazmonu elektrostatiskā lauka detektori

Vadītājs Dr.sc.ing. Andris Šutka , Funkcionālo materiālu tehnoloģiju zinātniskā laboratorija

Kontaktinformācija:

Projekta mērķis ir attīstīt A. Šutkas iesākto darbu elektromagnētiskā lauka detektoru izstrādē. Zinātnieka radītie cinka oksīda detektori ļauj ar neapbruņotu aci saskatīt elektrostatisko lauku un to savlaicīgi novērst. Tehnoloģija varētu būt noderīga arī displeju, saules paneļu un citu optoelektronisko ierīču izgatavošanai.

Jaunajā projektā starptautiskā zinātnieku grupa istrādās materiālu, kas ļaus noteikt elektrostatisko lauku ar zelta nanostienīšu palīdzību. Jaunā materiāla pielietojums varētu būt daudz plašāks, jo no tā potenciāli būs iespējams izgatavot cietus kompozītmateriālus. Šādas iespējas izpēte ir viens no projekta virzieniem.

A. Šutkas pētījums ar cinka oksīda koloīdiem pirms gada  guva starptautiskās zinātniskās sabiedrības uzmanību, kā arī tika pārpublicēts prestižajā izdevumā «Chemical and Engineering news».

 

Projekta norises laiks

01.07.2017.–15.12.2017.
Projektā iesaistītās valstis un institūcijas

1. Funkcionālo materiālu tehnoloģiju laboratorija, Rīgas Tehniskā Universitāte, Latvija
2. Leibnica jauno materiālu institūts, Zārbrikene, Vācija)
3. Fizikas institūts, Tartu Universitāte, Igaunija

Projekta mērķis (-/i) Uz stimuliem reaģējošu plazmonu Au nanostienīšu koloīdu optisko īpašību izpēte izmantošanai elektrostatiskā lauka detektēšanai.
Projekta tiešā un netiešā mērķa grupa un tās skaitliskais apjoms

Tiešā mērķa grupa:
Projektā iesaistītie zinātnieki (kopā 9).
Netiešā mērķa grupa:
Dalībnieki referātu prezentācijās – studenti (kopā <20).

Projekta galvenās aktivitātes un aktivitātes(šu) norises vieta(s) 

1. Zelta nanovadu sintēze, Leibnica jauno materiālu institūtā, Zārbrikenē
2. Uz stimuliem reaģējošu zelta nanovadu koloīdu pagatavošana, Rīgas Tehniskā Universitāte
3. Zelta nanovadu koloīdu optisko īpašību izpēte, Tartu Universitāte
4. Vizīte Tartu Universitātē
5. Vizīte Leibnica jauno materiālu institūtā, Zārbrikenē

Hibrīdās enerģijas ieguves sistēmas

Projekta mērķis: radīt uzlabotas TENG sistēmas un inovatīvu pjezopermitīva elastomēra nanokompozīta kondensatoru un/vai abu šo tehnoloģiju apvienojumus mehāniskās enerģijas pārvēršanai elektriskajā.

Projekta kopsavilkums. Ideja par triboelektrisku nanoģeneratoru (TENG) zinātniskajā literatūrā pirmoreiz parādījās 2012. gadā, un šobrīd to uzskata par daudzsološāko tehnoloģiju mehāniskās enerģijas pārvēršanai elektriskajā. TENG ierīcēs mehāniskā enerģija tiek pārvērsta elektriskajā, periodiski savienojot un atdalot divus materiālus ar atšķirīgu elektronu tieksmi.

Zinātniskajā literatūrā aprakstītajām TENG ierīcēm ir nozīmīgs trūkums: ir vajadzīgas divas atsevišķas un/vai pārvietojamas, un/vai stingas veidnes daļas, kas neļauj šīs enerģijas ieguves ierīces integrēt lielgabarīta materiālos un konstrukcijas elementos. Tāpat atsevišķo daļu materiālu virsmām jābūt nanostrukturētām liela kontakta laukuma nodrošināšanai. Nanostrukturēšanai jāizmanto grūti (sarežģīti) industrializējamas metodes. Esošo kontakta-atdalīšanas TENG ierīču darbību uzlabos, izmantojot superelastīgi sūkļa struktūras elastomēri, kāmēr mezoporainu materiālu izmantošana, kuros katra atsevišķa pora darbotos kā TENG elements, ļautu izstrādāt lielgabarīta, nanostruktūrētus TENG.

Projektā izstrādāto (uzlaboto) TENG darbības efektivitāti palielinās, veidojot hibrīdsistēmas ar pjezopermitīva elastomēra nanokompozīta kondensatoru, kurš pavairos ar TENG iegūto elektroenerģiju, notiekot kondensatora uzlādei un izlādei attiecīgi pirms un pēc deformācijas. Plānots, ka iegūtās alternatīvo un tīro enerģiju ražojošās sistēmas spēs aizvietot baterijas, kuras izmanto zemas enerģijas sensorierīcēs veselības uzturēšanas un aprūpes, vides aizsardzības, infrastruktūras uzraudzības un drošības jomā.

Starpdisciplinārā projekta galvenās plānotās darbības: materiālu identifikācija, optimizācija un to sagatavošanas metodoloģijas izstrāde, kontakta-atdalīšanas TENG, monolīto TENG un hibrīdo mehāniskās enerģijas savākšanas ierīču izveidošana un prototipu izstrāde no efektīvākajiem materiāliem un hibrīdajām sistēmām, zināšanu un tehnoloģiju pārnese.

Sagaidāmais rezultāts.

  • oriģināli zinātniskie raksti, kas indeksēti vienlaicīgi gan Scopus, gan Web of Science datubāzēs;
  • jauna produkta prototipi;
  • Latvijas patents;
  • intelektuālā īpašuma licences līgums.
Farmācijas nozares notekūdeņu attīrīšana
Valsts pētījumu programma «Daudzfunkcionālie materiāli un kompozīti, fotonika un nanotehnoloģijas (IMIS2)»
Vadītājs Dr. habil. phys. A. Šternbergs,
projekts Nr. 23 «Nanomateriāli un nanotehnoloģijas», projekta vadītājs Dr. habil. sc. ing. Jānis Grabis
ERAF projekts Nr. 1.1.1.1./16/A/079 «Saules gaismā aktīvu fiksētu TiO2-ZnO sistēmas fotokatalizatoru izstrāde»
Vadītājs Dr. habil. sc. ing. Jānis Grabis.

Kontaktinformācija: ; +371 67089151 +371 29450343

Sadarbības projekts Nr. 666/2014 «Kontrolējamas porainības kompozītmateriālu sintēze un pētījumi plāno slāņu un to sistēmu iegūšanai enerģijas uzkrāšanas un pārveidošanas pielietojumiem»

Vadītājs Dr. phys. A. Kleperis, apakšprojekts Nr. 666/2014.3. «Neorganisko litija interkalācijas materiālu un cieto elektrolītu sintēze un izpēte», apakšprojekta vadītāja Dr. chem. Antonija Dindune.

Kontaktinformācija: +371 26869911

Dalība ERAF projektā Nr. 1.1.1.1/16/A/085 «Elektrosārņu process labākai titāna nogulsnējumu morfoloģijai», projekta vadītājs Dr. phys. E. Platacis
No Neorganiskās ķīmijas institūta projektā: Dr. chem. V. Serga, Mg. A. Krūmiņa
Kontaktinformācija:
Daudzfunkcionālie materiāli un kompozīti, fotonika un nanotehnoloģijas. (IMIS2) Projekts Nr. 3 Nanokompozītu materiāli apakšprojekts Nr.3.2. Viedie nanokompozītu materiāli

Projekta vadītājs: Dr.sc.ing. Jānis zicāns, Polimērmateriālu institūts

Apakšprojekta vadītājs: Dr. habil. phys. Māris Knite, Tehniskās fizikas institūts

Īss apakšprojekta apraksts

Apakšprojekta mērķis ir izstrādāt jaunus viedos nanokompozītu materiālus – polimēra – elektrovadošu nanodaļiņu kompozītus, kas varētu rast pielietojumu dažādu sensoru izveidē, kā arī izpētīt šo jauno materiālu īpašības un noteikt raksturīgos parametrus. Projektā paredzēts arī izstrādāt metodiku, kas ļautu noteikt elektrovadošo nanodaļiņu dispersijas pakāpi polimēra matricā, izmantojot atomu spēka mikroskopu ar elektrovadošu nanozondi.

Rezultātā tiks iegūti inovatīvi pjezopermitīvi polimēra nanokompozīti iespējamai pielietošanai spiediena kondensātoros un chemorezistīvi polimēra nanokompozīti iespējamia pielietošanai ķīmisko vielu tvaiku sensoros.

Zemsprieguma elektroietaišu strāvu vadošo elektroiekārtu daļu siltuma zudumu aplēse un sasiluma temperatūras prognozēšanas metodoloģija

Apakšprojekta vadītājs: Dr. phys. Juris Blūms, Tehniskās fizikas institūts

Projekta mērķis ir izstrādāt zemsprieguma sadalņu inspicēšanas tehnoloģiju, kas ietver strāvu vadošo daļu siltuma zudumu aplēsi un sadalņu elementu temperatūras prognozēšanu. Projekta rezultātā tiks izstrādāta zemsprieguma elektrosadalņu ekspluatācijas stāvokļa noteikšanās tehnoloģija.

Sadarbības partneris: AS Inspecta Latvia

Nanolīmenī modificētu tekstiliju virsmu pārklājumu sintēze un enerģētiski neatkarīgas mērīšanas sistēmas integrācija viedapģērbā ar medicīnisko novērojumu funkcijām” (ERAF Vienošanās Nr.1.1.1.1/16/A/020)

Apakšprojekta vadītājs: Dr. phys. Juris Blūms, Tehniskās fizikas institūts

Pētījumi enerģētiski neatkarīgas sistēmas pilnveidei un optimālai integrācijai apģērbā, kas apģērba valkātāja ķermeņa daļu kustību enerģiju transformētu elektrībā, iegūtu datus par cilvēka fizioloģisko stāvokli, un spētu nosūtīt informāciju attālinātiem uztvērējiem.