Glavni dosežki v letu 2005

S pomočjo surfaktantov smo pripravili nanokristalinične TiO₂ prevleke in prahove. Potrdili smo njihovo fotokatalitsko učinkovitost, s spektroskopskimi pristopi določili površinsko strukturo [A. Šurca Vuk et al., Int. J. Photoenergy 7, 163 (2005)] in interkalacijske lastnosti [A. Šurca Vuk et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 452 (2006)].

Za elektrokromna preklopna okna smo nadaljavali s študijem protielektrod (V2O5 [A. Šurca Vuk et al., Chem. Anal. 50, 179 (2005)], Ce-V oksid [Z. Crnjak-Orel et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells 86, 19 (2005)]. Tako smo uspeli izboljšati lastnosti vanadijevega oksida s tem, da smo dodali pri sintezi organsko-anorganski hibrid (ormosil) [M. Liberatore, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 434 (2006)], z raziskavami Ce-V oksida pa smo potrdili njegovo uporabnost v praktičnih elektrokromnih sistemih. Študirali smo vpliv, ki ga ima zvezno spreminjanje prepustnosti elektrokromnega okna na videz predmetov. Barvne spremembe so izrazite in povzročijo nelinearne deformacije CIELAB barvnega prostora [M. Klanjšek Gunde, J. Opt. Soc. Am. A, Opt. Image. Sci. Vis. 22, 416 (2005)] (Slika 1).

Ionske tekočine so v zadnjem desetletju pritegnile interes javnosti zaradi svoje zanemarljivo majhne hlapnosti in možnosti prevajanja različnih ionskih zvrsti. V primeru Grätzlovih celic predstavljajo alternativo običajnim ionskim elektrolitom z vključenimi redoks I^-/I₃^- pari. Za delo programske skupine pa predstavljajo nadgradnjo redoks elektrolitov, narejenih na osnovi organsko-anorganskih hibridov po postopkih sol-gel kemije, in to zato, ker zaradi njihove zanemarljive hlapnosti odpade potreba po tesnenju Grätzlovih celic. Ionske tekočine za Grätzlove celice so znane le 6 let in od takrat je bila narejena vrsta elektrolitov, ki so potrdili, da je raziskave v tej smeri vredno nadaljevati, nakazali pa so tudi, da predstavlja tesnenje celic še vedno problem. Od tod je le korak do uporabe ionskih tekočin, ki bi imeli kvazi trdno ali gelsko strukturo. Problem smo rešili tako, da smo sintetizirali ionsko tekočino (1-metil-3-[3-(trimetoksi-l⁴-silil)propil]imidazolijev jodid), ki je imela na imidazolijevem kationu pripete trietoksi skupine, ki so omogočile,da ionska tekočina kondenzira v kvazi trdno stanje [B. Orel et al., Electrochem. Commun. 7, 692 (2005); V. Jovanovski et al., J. Phys. Chem. B 109, 14387 (2005); B. Orel et al., J. Nanosci. Nanotehnol. (in press)].

Protonsko prevodne membrane smo razvijali v okviru Apollon EU projekta (vodja S. Hočevar). Poizkusi na membranah v gorivnih celicah potekajo naprej, dodatne rezultate pa bomo objavili v letu 2006 [U. Lavrenčič Štangar, J. Solid State Electrochem. 9, 106 (2005)].

Karbamatosilne nanokompozite smo uporabili v obliki gelov za pripravo redoks elektrolitov, ki omogočajo delovanje hibridnih elektrokromnih sklopov [V. Jovanovski, Organosilicon Chemistry, 2, 967 (2005)]. Prednost redoks elektroklitov je v tem, da ustrezni elektrokromni sistemi ne potrebujejo proti elektrod. Z vključevanjem ionske tekočine smo dosegli trajno elastičnost nanokompozita, do odhlapevanja reakcijskih produktov ni prišlo; k temu je pripomogla tudi uporaba močnih kislin, katerih solvolizni produkti (t.j. estri) niso hlapni tako kot ustrezni alkoholi.

Za študij sol-gel procesov (hidrolize, solvolize in kondezacije) smo razvili pristope z infrardečo spektroskopijo ter uspeli pokazati, da sol-gel nanokompozitni hibridi na osnovi ureasilov tvorijo pri dodatku kislinskih katalizatorjev aprotične gele, s čimer smo prispevali k rešitvi vprašanja, zakaj ureasili kažejo izrazito luminiscenco, če so kondezirani z močnimi kislinami. Z infrardečo spektroskopijo smo tudi potrdili povezavo med strukturo gelov in tvorjenimi poliedričnimi silseskvioksanskimi strukturami z njihovo hidrofobnostjo [B. Orel et al., J. Non-cryst. Solids 351, 530 (2005); B. Orel et al., J. Sol-Gel Sci. Technol. 34, 251 (2005)]. Izsledke smo koristno uporabili pri ovrednotenju drugih nanostrukturnih hibridov [L. Armelao et al., J. Mater. Chem. 15, 1954 (2005)].

Pripravili smo nizkoemisijske barvne premaze različnih nians (v okviru SOLABS EU projekta (Slika 2)) za fasadne sončne kolektorje ter ugotovili, da po svojih barvnih lastnostih in energetski učinkovitosti prekašajo analogne premaze, ki za doseganje energetske učinkovitosti izkoriščajo majhno debelino [Z. Crnjak-Orel et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells 85. 41 (2005)] ter uporabili te izsledke za pripravo kamuflažnih premazov za termovizijsko zaščito objektov in naprav. Osnove za kvantifikacijo optičnih lastnosti efektnih premazov so bile izdelane na primeru praškastih premazov [M. Klanjšek Gunde et al., Prog. Org. Coat. 54, 113 (2005)] ter na plazemsko jedkanih plasteh [M. Klanjšek Gunde et al., Vacuum. 80, 189 (2005); M. Mozetič, Mater. Forum 29, 438 (2005)].