Intrygujący świat nanomateriałów
W ramach finansowanego ze środków UE projektu NANOMOTION (Nanoelectromechanical motion in functional materials) młodzi badacze otrzymali w latach 2011-2015 szkolenia w zakresie nowoczesnych narzędzi nanoelektromechanicznych. Intensywne warsztaty i wymiany przyczyniły się do uzyskania przez 12 początkujących badaczy i 2 doświadczonych naukowców wiedzy eksperckiej w dziedzinie mikroskopii sił z czujnikiem piezoelektrycznym (PFM) oraz mikroskopii naprężeń elektrochemicznych (ESM). PFM polega na wytwarzaniu pola elektrycznego przez końcówkę sondy mikroskopu sił skanujących w celu pomiaru reakcji piezoelektrycznej, tj. odwracalnego odkształcenia w odpowiedzi na pole elektryczne. ESM, inny rodzaj mikroskopii sond skanujących, umożliwia badanie reaktywności elektrochemicznej i przepływu jonów w ciałach stałych z niespotykaną wcześniej rozdzielczością, jest więc to szczególnie przydatna metoda w badaniu energii. Naukowcy z projektu NANOMOTION zastosowali technikę PFM po raz pierwszy do badania bezołowiowej ceramiki piezoelektrycznej i materiałów cienkowarstwowych. Materiały te są przyjaznymi dla środowiska alternatywami dla perowskitów ferroelektrycznych (PZT), najczęściej stosowanej klasy piezoelektrycznych materiałów ceramicznych. Wkrótce wejdą jednak w życie unijne przepisy ograniczające stosowanie PZT, a na rynku brak jest odpowiednika. Kolejny obszar badań dotyczył materiałów multiferroicznych. Istnieje bardzo niewiele materiałów mających właściwości ferroelektryczne i ferromagnetyczne jednocześnie, natomiast częściej spotykane jest sprzężenie magnetoelektryczne w skali nano i stanowi ono przedmiot intensywnych badań. Uczestnicy projektu przygotowali i scharakteryzowali laminarne kompozyty multiferroiczne, gromadząc ważne informacje na temat sprzężenia magnetoelektrycznego w skali nano. Dzięki połączeniu nowatorskich technik i najlepszych praktyk oraz silnemu zaangażowaniu sektora prywatnego projekt NANOMOTION pomógł zdolnym naukowcom rozpocząć karierę i zrewolucjonizował wiele dziedzin, od materiałoznawstwa po inżynierię. Oczekuje się w szczególności, że wyniki przyczynią się do rozwoju badań nad wielofunkcyjnymi nanomateriałami oraz tworzenia układów nanoelektromechanicznych.
Słowa kluczowe
Nanomateriały, NANOMOTION, mikroskopia sił z czujnikiem piezoelektrycznym, PFM, mikroskopia naprężeń elektrochemicznych, ESM, ceramika piezoelektryczna
