Laboratorija ir izveidota 2019.g. LU CFI rekonstrukcijas ietvaros, kuras finansējumu ir nodrošinājis CAMART2 projekts. Ir paredzēts izveidot 2 krāšņu telpas augsttemperatūru sintēzēm, 1 telpa tehnoloģiskajām sintēzēm (piemēram, pirolīzes iekārta), 1 telpa darbam ar pulveru tehnoloģijām (planetārās dzirnavas, dimanta zāģi), 2 telpas vispārējai sintēzei un 1 telpa iekārtām paraugu raksturošanai.

Vārds Uzvārds Amats Tālrunis Kabinets E-pasts
Guntars Vaivars Laboratorijas Vadītājs 67262145 241 guntars.vaivars@cfi.lu.lv
Tamara Gavrilovic Vadošā pētniece 428 Tamara.Gavrilovic@cfi.lu.lv
Einārs Sprūģis Inženieris Einars.Sprugis@cfi.lu.lv
Marta Kāne Inženiere Marta.Kane@cfi.lu.lv
Deniss Fedorenko Inženieris Deniss.Fedorenko@cfi.lu.lv

Jonus vadošu polimēru materiālu un membrānu sintēze.

Hlorsulfonētu poliēterēterketona membrānu ar dažādu sulfonēšanas pakāpi sintēze un sulfonēšanas pakāpes ietekme uz polimēra membrānu fizikālajām īpašībām un kompozītu veidošanos, kā arī kinētikas pētījumi. Kompozīti ar cirkonija oksīda nanodaļiņām, jonu šķidrumiem un oglekļa dispersijām. Membrānu tālāka testēšana alternatīvās enerģētikas un cietvielu jonikas ierīcēs (degšūnas, baterijas, ķīmiskie reaktori, piemēram CO2 reducēšanas reaktoros).

Jonu vadītspējas mērīšanas metodika (impedances metode). Protonu vadītspējas īpatnības.

Koloīdķīmijas metodes -daļiņu virsmas pētījumi polimēru membrānu izgatavošanas procesā no nanodispersijām. Dzeta potenciāla mērījumi daļiņu un membrānu virsmām. Polimēru materiālu reoloģiskās īpašības (stiklošanās temperatūra).

Laboratorijas aprīkojums

1. LitesizerTM 500 (Anton Paar). Iekārta ir paredzēta daļiņu izmēra sadalījuma un to virsmas dzeta potenciāla noteikšanai. Nanotehnoloģijās bieži kā izejmateriālu izmanto atbilstošā materiāla koloīdas dispersijas, jo tajās daļiņu izmērs jau atbilst vēlamajm gala produktam. Litesizer ļauj raksturot šo daļiņu izmēra sadalījumu. Dzeta potenciāls parasti tiek izmantots dispersiju stabilitātes raksturošanai. Ja gala produkts ir kārtiņas un to izgatavošanai izmanto elektriskās metodes (piemēram, elektroforēzi), tad dzeta potenciāls raksturos arī procesa efektivitāti, kā arī virsmas potenciāla zīmi (daļiņas ir lādētas pozitīvi vai negatīvi). Daļiņu izmēri var būt no 0,3nm līdz 10 mikrometriem (dzeta poetnciālu mēra lielākām daļiņam – diapazonā no 3,8 nm līdz 100 mikrometriem. Mērīšanas metodikas pamatā ir lāzera staru zikliede un tovar izmērīt 15,90 un 175 grādu leņķī.

Papildbloki ļauj precīzi izmērīt viskozitāti, gaismas laušanas koeficientu un vides blīvumu. Tie ir parametri, kurus izmanto daļiņu izmēra sadalījuma un to virsmas dzeta potenciāla aprēķinam. Vēl iekārtu papildina SurPassTM 3 bloks virsmu potenciāla mērījumiem. Tā kā institūta specifika ir cietvielu fizika- plānās kārtiņas, membrānas, tad virsmas potenciāla mērījumi ir laba metode virsmas stāvokļa izvērtēšanai, ja tiek izmantotas dažādas metodes to iegūšanai. Automātiskais dozators ļauj noteikt parauga parametrus pie dažādām pH vērtībām. Pēc noklusējuma šādi mērījumi ir veicami ūdens šķīdumos, jo neūdens vidēs pH jēdziens nav skaidri definēts. Programmatūra ļauj vairumu funkciju veikt automātiskajā režīmā (ieskaitot šūnas tīrīšanu, kuru kontrolē mērot vadītspēju).

2. Rigaku MiniFlex 600. Rentgendifraktometrs. Ķīmijas laboratoriju iekārtojums paredz, ka izgatavotie paraugi var tikt operatīvi pārbaudīti neizejot no laboratorijas. Galda rentgendifraktometrs ļauj ātri pārbaudīt vai objekta rentgenspektrs atbilst datu bāzē dotajam. Ir iespējama arī vienkāršota fāžu analīze. MiniFlex ir pārbaudīts daudzās pasaules universitātēs un par tā priekšrocību ir atzīta tā augstā darba drošība, kas ir īpaši būtiski, ja ar rentgenstarojumu strādā studenti, kuri vēl nav metodes profesionāļi.

3. Dabisks turpinājums iekārtu iegādei ir termiskās analīzes iekārta. Tā ļauj analizēt materiālu sastāvu un temperatūras stabilitāti, kā arī identificēt dažādus siltumefektus-fāžu pārejas, kušanas, sadalīšanās un stiklošanās temperatūras. SETARAM diferenciālās kalorimetrijas - termiskās gravimetrijas sistēma (LABSYS evo STA) ir pielāgota institūta specifikai. Augsttemperatūras bloks nodrošina mērījumus līdz 1600oC. Augstas precizitātes svari nodrošina izšķirtspēju 0,02 µg diapazonā līdz ±100 mg. Lielākiem paraugiem izšķirtspēja ir 0,2 µg.

Siltumefektu konstatēšanai ir paredzēti divi sensori - pirmais sensors no istabas temperatūras līdz +800 °C ar izšķirtspēju 0,5 µW un otrais sensors līdz +1600 °C ar izšķirtspēju 10 µW. Tas ir piemēroti darbam ar nanomateriāliem un plānajām kārtiņām (ierobežots pieejamā analizējamā materiāla daudzums). Augstās temperatūras būs nepieciešamas keramiku un stiklu analīzei. Zemtemperatūras diferenciālās kalorimetrijas bloks ir piemērots stiklošanās temperatūru noteikšanai polimēros, kas būs noderīgi aktuālo 3D tehnoloģiju attīstībai.

Iekārtas ir apgādātas ar autonomu dzesēšanas sistēmu, kas nodrošina to neatkarīgu darbināšanu, kā arī ievērojami paaugstin drošību. Moderna programmatūra ļauj veikt efektīvu datu apstrādi un aprēķināt arī tādus parametrus kā polimēru molekulmasa, siltumietilpība, u.c.

Latvija:

  • LU Ķīmijas fakultāte

2019

E. Sprugis, G. Vaivars, R. Merijs Meri. A Study of Mechanical Properties of Polymer Composite Membranes with Various Ionic Liquids at Elevated Temperatures// Materials Science – Medziagotyra, ID 18933.

2018

A.Trubača-Boginska, R.Ādiņa, G.Vaivars, J.Švirksts. A Study on Acidification and Intercalation of Illite Clay Minerals and their Potential Use as a Filler in SPEEK Composite Membranes//Key Engineering Materials. Materials Science and Applied Chemistry, Vol. 762 (2018) 186-191. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.762

K.Veldre, E.Sala, E.Āboltiņa, G.Vaivars. Hydration behaviour of polyetheretherketon (PEEK) membranes// Key Engineering Materials. Materials Science and Applied Chemistry, Vol. 762 (2018) 220-225. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.762