Metrologia termiczna w skali nano
Nanomateriały mają wiele niezwykłych właściwości elektrycznych, mechanicznych, termicznych, optycznych i magnetycznych, odróżniających je od tradycyjnych materiałów. Celem finansowanego ze środków UE projektu QUANTIHEAT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Quantitative scanning probe microscopy techniques for heat transfer management in nanomaterials and nanodevices) jest opracowanie ustandaryzowanych meteorologicznych definicji, narzędzi i metod, umożliwiających badanie i analizę przenikania ciepła w materiałach nanostrukturalnych. Prace rozpoczęto od określonych przez przemysł próbek materiałów oraz skatalogowania technik charakterystyki cieplnej i metodologii dostępnych w ramach konsorcjum, służących do wieloskalowej analizy przenikania ciepła. Badania te pomogły naukowcom w określeniu, które techniki pomiarowe i modelowania będą najbardziej odpowiednie dla danego materiału. Przegląd aktualnie stosowanych definicji i terminologii wykazał, że istnieje duże prawdopodobieństwo nieprecyzyjnego opisywania wyników badań metodą mikroskopii skanowania termicznego (SThM). Analiza wskazała też na pilne zapotrzebowanie na dobrze scharakteryzowane próbki, umożliwiające porównanie wyników badań prowadzonych w różnych laboratoriach. Przygotowano zalecenia w postaci wstępnego dokumentu mającego umożliwić opracowanie ustandaryzowanych definicji. Duża część prac poświęcona jest stworzeniu nowych narzędzi metrologicznych, obejmujących próbki do kalibracji, wzorcowe i testowe, a także modele przeznaczone do metod wytwarzania przemysłowego. Wytworzono i przetestowano przemysłowe próbki cienkich warstw ochronnych uzyskanych metodą nanostemplowania litograficznego, nowe nanostrukturalne połączenia oparte na mikrocząsteczkach oraz materiały uzyskane techniką osadzania warstwy atomowej. Wyniki tych prac pomogły naukowcom w określeniu technik charakterystyki termicznej potrzebnych do analizy ważnych aspektów przenikania ciepła w procesach produkcyjnych. Poczyniono też istotne postępy w opracowywaniu zaawansowanych narzędzi symulacyjnych i półanalitycznych, umożliwiających badanie właściwości cieplnych złożonych materiałów na ich połączeniach. Równolegle uczeni opracowali nowe urządzenia pomiarowe i kalibracyjne, w tym eksperymentalne sondy oraz kombinacje SThM ze skaningową mikroskopią elektronową lub radiometrią w podczerwieni. Dzięki projektowi QUANTIHEAT powstaną nowe narzędzia metrologiczne służące do badania przenikania ciepła w materiałach nanostrukturalnych. Zostaną one przekazane europejskim i międzynarodowym organizacjom normalizacyjnym w celu opracowania standardów i modeli kalibracji. Ten nieoceniony wkład w bardzo ważną dziedzinę nanomateriałów przyczyni się również do poprawy konkurencyjności unijnych producentów.
