Latvijā izstrādā nanomateriālus ēku energoefektivitātes palielināšanai

27 Jan, 2024, No comments

Ilustrēta zinātne žurnāla 3D Strong raksts par:

23 Dec, 2023, No comments

“4th International Conference on Materials Science & Nanotechnology”, Future Materials)

1 Dec, 2023, No comments

Posteris_Valencia_RM.pdf

Projekta nosaukums: Nanostrukturēto termoelektrisku materiālu izstrāde un to pielietojums siltumizolācijas paneļos ēku energoefektivitātes palielināšanai. Periods: 01.09.2023. – 30.11.2023.

30 Nov, 2023, No comments

30.11.2023. projekts ir veiksmīgi noslēdzies. Galvenie projekta rezultāti ir sasniegti.
Periodā no 01.09.2023. – 30.11.2023.:
Izstrādātas 3 jaunās tehnoloģijas:

Metāla-CNT pamatņu sagatavošana (SIA 3D Strong)
Uz metālu oksīdiem balstītu plānu kārtiņu izveide (LU)
Uz metālu oksīdu-CNT heterostruktūrām balstītu plānu kārtiņu izveide (LU)

Sagatavots un iesniegts latvijas patenta pieteikums “Paņēmiens termoelektrisku metāla oksīda – oglekļa
nanocaurulīšu hibrīdu nanostruktūru iegūšanai” (LU, SIA 3D Strong)
Izveidoti divi siltumizolācijas paneļu ar iebūvētiem plānu kārtiņu thermoelektriskiem
ģeneratoriem prototipi (LU):

Taisns siltumizolācijas panelis ar iestrādātām metāla oksīda nanovadu termoelektriskajām kārtiņām.
Izliekts siltumizolācijas panelis ar iestrādātām CNT-metāla oksīda tīklojumu termoelektriskām kārtiņām.

Projekta rezultāti prezentēti zinātniskajās konferencēs:
2023 IEEE 13 th International Conference Nanomaterials: Applications&Properties, Bratislava, Slovakia,
September 10-15, 2023 (IEEE NAP-2023), stenda referāti (prezentētājs LU):
R. Sondors, M. Baitimirova, D. Erts, J. Andzane “Facile fabrication of flexible zinc oxide
nanostructured materials for applications in thermoelectric generators”
D. Gavars, R. Sondors, A. Sarakovskis, A. Kons, D. Erts. J. Andzane “Fabrication of Cu 2 O
nanowire networks for thermoelectric applications”
4 th International Conference on Materials Science & Technology, October 23-27, Valencia, Spain, stenda
referāts
R. Meija, R. Sondors, M. Baitimirova, D. Gavars, D. Erts, J. Andzane “Carbon nanotubes-metal
oxide nanowire networks for energy-efficient buildings” (prezentētājs SIA 3D Strong)
Projekta rezultāti iekļauti zinātniskos rakstos:
1. M. Volkova, R. Sondors, L. Bugovecka, A. Kons, L. Avotina, J. Andzane “Enhanced
thermoelectric properties of self-assembling ZnO nanowire networks encapsulated in
nonconductive polymers”, Sci. Rep. 2023, pieņemts (LU)
2. M. Volkova, R. Sondors, E. Spalva, L. Bugovecka, A. Kons, R. Meija, J. Andzane “Epoxy-
encapsulated ZnO-MWCNT hybrid nanocomposites with enhanced thermoelectric
performance for low-grade heat-to-power conversion”, Polymers 15 (2023) 4540, publicēts
(LU, SIA 3D Strong)

3. R. Sondors, D. Gavars, E. Spalva, A. Kons, M. Volkova, R. Meija, J. Andzane “Synthesis and
enhanced room-temperature thermoelectric properties of CuO-MWCNT hybrid
nanostructured composites”, Nanoscale Adv., revīzijas procesā (LU, SIA 3D Strong)
Projekta popularizācijas pasākumi:

Žurnāla “Ilustrētā zinātne” novembra numurā publicēts populārzinātniskais raksts “Latvijāizstrādā materiālus ēku energoefektivitātes palielināšanai” (publicēja SIA 3D Strong)
Projekta ideja un rezultāti prezentēti pasākumā Eiropas Zinātnieku Nakts 2023

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

Synthesis, magnetoresistance, and thermoelectrical properties of environmentally stable n-type nitrogen-doped multiwalled carbon nanotubes

27 Oct, 2023, No comments

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667056923000573

Abstract

Nitrogen-doped multiwalled carbon nanotubes (N-MWCNTs) are known as a perspective material for a variety of applications in nanoelectronic devices, sensors, catalysts for carbon dioxide reduction, and flexible thermoelectrics. However, up to date most of the reports on the properties of N-MWCNTs are focused on a narrow niche of research, for example, a study of low-temperature magnetoresistance or room-temperature thermoelectrical properties. In this work, N-MWCNTs were synthesized using benzene:pyridine precursor in different ratios, and both magnetoresistance and thermoelectrical properties of the synthesized N-MWCNTs were systematically investigated in the temperature range 2-300 K and compared with the properties of undoped MWCNTs. Unexpected switching of the magnetoresistance of the N-MWCNTs at low temperatures from negative to positive values was observed, and the processes underlying this effect are discussed. The study of the thermoelectrical properties revealed n-type conductance in the N-MWCNTs, which was attributed to the impact of nitrogen defects incorporated in the MWCNT structure. Performed for the first-time investigations of the thermal stability of the Seebeck coefficient of N-MWCNTs in air revealed that the Seebeck coefficient retains its negative values and even increases after annealing of the N-MWCNTs in air at 500 °C. These findings illustrate the high potential of the presented in this work N-MWCNTs for applications in different devices in a wide range of temperatures.

Projekta nosaukums: Nanostrukturēto termoelektrisku materiālu izstrāde un to pielietojums siltumizolācijas paneļos ēku energoefektivitātes palielināšanai. Periods: 01.06.2023. – 31.08.2023.

1 Sep, 2023, No comments

LU. Tiek veikti eksperimenti optimālās kontaktu konfigurācijas noteikšanai. Noskaidrots, ka celtniecības akmens vati ir iespējams izmantot kā pamatni Cu 2 O un ZnO nanostrukturēto termoelektrisko tīklojumu izveidei. Divkomponenšu Cu 2 O-ZnO termoelektriskā ģeneratora modeļa raksturošana parādīja, ka ir nepieciešams uzlabot elektrisko kontaktu kvalitāti Uzsākta zinātniskā raksta ar darba nosaukumu "Direct deposition of Cu 2 O/ZnO nanostructures on rock wool scaffold for thermoelectrical applications" manuskripta sagatavošana. Turpinās eksperimenti optimālās CNT koncentrācijas noteikšanai Cu 2 O-CNT un ZnO-CNT tīklojumos, lai palielinātu tīklojumu elektrisko vadāmību neietekmējot to Zēbeka koeficientu.

SIA 3D Strong. Turpinās CNT sintēze un CNT-Cu un CNT-Zn daudzslāņu pamatņu sagatavošana projekta vajadzībām. Veikti iekapsulēto Cu 2 O-CNT un ZnO-CNT tīklojumu daudzkārtējās locīšanas eksperimenti to izturības noteikšanai. Notiek eksperimentālo datu apstrāde.

Zināšanu izplatīšanas un popularizācijas pasākumi:
Projekta rezultāti prezentēti starptautiskā zinātniskā konferencē “Materials Today Conference 2023”, kura notika Singapūrā 02.-05.08.2023.:
J. Andzane, R. Sondors, D. Gavars, D. Erts “Cu 2 O nanowire networks with high Seebeck coefficient for flexible thermoelectrics: synthesis and properties”, stenda referāts.

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

Projekta nosaukums: Nanostrukturēto termoelektrisku materiālu izstrāde un to pielietojums siltumizolācijas paneļos ēku energoefektivitātes palielināšanai. Periods: 01.03.2023. – 31.05.2023.

1 Jun, 2023, No comments

LU. Noskaidrots, ka vara oksīda nanovadu iekapsulēšana polidimetīlksiloksānā (PDMS jeb silikons) uzlabo nanovadu tīklojuma Zēbeka koeficientu par ~ 25%. Izveidots pirmais celtniecībās putās iebūvēts 2-kāju termoelektriskā ģeneratora prototips no PDMS-Cu₂O un PVS (polivinilspirts)-ZnO lokanām termoelektriskām kārtiņām. Uzsākta ģeneratora raksturošana. Noteikts, ka daudzslāņainām oglekļa nanocaurulītes-vara oksīds (CNT-Cu₂O) kārtiņām nozīmīgi (ievērojami?) uzlabojas termoelektriskais jaudas faktors pateicoties uzlabotai elektrovadāmībai un nemainīgam Zēbeka koeficientam. Turpinās CNT-Cu₂O kārtiņu raksturošana optimālai CNT-Cu₂O proporcijas noteikšanai.

SIA 3D Strong. Notiek CNT-Cu un CNT-Zn daudzslāņu pamatņu sagatavošana, uzsākta eksperimentālo datu apkopošana iekļaušanai Latvijas patenta pieteikumā. Turpinās rutīna CNT sintēze un pēcapstrāde projekta vajadzībām. Veikti PDMS-iekapsulēto CNT-Cu₂O plānu kārtiņu mehāniskās stabilitātes mērījumi, notiek eksperimentālo datu apstrāde un analīze.

Zināšanu izplatīšanas un popularizācijas pasākumi:

Zinātniskais raksts J. Kosmaca, J. Katkevics, J. Andzane, R. Sondors, L. Jasulaneca, R. Meija, K. Niherysh, Y. Rublova, D. Erts “Humidity-dependent electrical performance of CuO nanowire networks studied by electrochemical impedance spectroscopy” ir pieņemts publicēšanai žurnālā Beilstein Journal of Nanotechnology.

Projekta rezultāti prezentēti LU 81. Starptautiskā zinātniskā konferences sesijā “Nanotechnologies and Radiation Processes”, kura notika 2023. gada 5. aprīlī mutiskos referātos:

1. D. Gavars, R. Sondors, A. Sarakovskis, D. Erts, J. Andzane "Thermoelectric properties of encapsulated copper oxide nanowire networks"

2. R. Sondors, M. Baitimirova, D. Erts, J. Andzane "Fabrication and encapsulation of polycrystalline ZnO nanowire netowrks for use in thermoelectric generators"

2023. gada 29. martā novadītas lekcijas-praktiskie "hands-on" semināri Kauņas Vincas Kudroka proģimnāzijas un Daugmales pamatskolas skolēniem projekta NordPlus Junior "Learning Renewables and STEM" ietvaros. Pasākums sastāvēja no 60 minūšu gariem interaktīviem semināriem par tādām tēmām kā nanotehnoloģiju pielietojums enerģijas taupīšanā un pārveidē, tostarp praktiskas nodarbības par termoelektrisko ģeneratoru izgatavošanu no videi draudzīgiem materiāliem un to darbības raksturošanu. Skolēniem bija iespēja iepazīties ar projekta ideju, kā arī iesaistīties praktiskas nodarbības par termoelektrisko ģeneratoru izgatavošanu un raksturošanu.

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

Nanokompozīti ļaus pārveidot ķermeņa siltumu elektrībā.

3 Apr, 2023, No comments

Latvijā 3D Strongs SIA kopā ar LU izstrātāja lokani nanokompozītu, kas ļaus ar cilvēka ķermeņa siltumu darbināt sensorus.

Projekta nosaukums: No inovatīviem oglekļa nanocaurulīšu-topoloģisko izolatoru materiālu tīkliem veidotas lokanas termoelektriskās ierīces. Periods: 01.01.2023. – 31.03.2023.

30 Mar, 2023, No comments

SIA 3D Strong. Papildināts un sagatavots iesniegšanai zinātniskā raksta “High temperature stable nitrogen-doped MWCNTs for thermoelectric applications” manuskripts. Izstrādāta tehnoloģija “Preparation of CNT networks on solid substrates”.

LU. Papildināts un sagatavots iesniegšanai zinātniskā raksta “Magnetoresistance of MWCNT-Bi₂Se₃/Sb₂Te₃ hybrid structures” manuskripts. Tiek gatavots zinātniskā raksta “Encapsulated Sb₂Te₃-MWCNT heterostructures for application in flexible thermoelectric generators” manuskripts. Izstrādāta tehnoloģija “Fabrication of flexible CNT-TI thin films”. Sagatavots un iesniegts Latvijas patenta pieteikums “Lokana p-tipa termoelektriskā kompozīta moduļa izgatavošanas paņēmiens”.

Izgatavoti jauno produktu prototipi:

· abpusēji iekapsulētas n-tipa un p-tipa lokanas termoelektriskās plēves ar pieslēgšanas kontaktiem

· Lokans termoelektriskais ģenerators, kurš paredzēts horizontālai siltuma plūsmai

Sagatavots un iesniegts Latvijas patenta pieteikums “Lokana p-tipa termoelektriskā kompozīta moduļa izgatavošanas paņēmiens”

Projekta rezultāti ir publicēti zinātniskajā rakstā:

L. Bugovecka, K. Buks, J. Andzane, A. D. Miezubrale, J. Bitenieks, J. Zicans, D. Erts “Positive and Negative Changes in the Electrical Conductance Related to Hybrid Filler Distribution Gradient in Composite Flexible Thermoelectric Films Subjected to Bending”, Nanomaterials 2023, 13, 1212, https://doi.org/10.3390/nano13071212

Projekta rezultāti ir prezentēti starptautiskās konferencēs:

Gordon Research Conference on Nanomaterials for Applications in Energy Technology, 26.02. – 03.03.2023., Ventura, ASV

A.Dutovs, E. Spalva, K. Buks, J. Andzane, D. Erts “Encapsulated CNT-metal chalcogenide hybrid materials for thermoelectrical applications”, stenda referāts

4th International Congress on Advanced Materials Sciences and Engineering (AMSE-2023), 17.03.-21.03.2023., Vīne, Austrija

L. Bugovecka, K. Buks, J. Andzane, D. Erts “Flexibility Tests of Different Types of CNT - Sb₂Te₃ Hybrid Networks-based Thermoelectrical Thin Films”, stenda referāts

8th International Conference on Nanomaterials, Nanodevices, Fabrication and Characterization (ICNNFC 2023), 22.03. – 26.03.2023., Lisabona, Portugāle

E. Spalva, K. Buks, J. Andzane, L. Brauna, D. Erts “Fabrication and characterization of encapsulated CNT-Sb₂Te₃ thermoelectrical hybrid structures”, stenda referāts

Projekta popularizācijas pasākumi:

· Sagatavots un iesniegts publicēšanai žurnāla “Ilustrētā zinātne” aprīļa numura populārzinātniskais raksts “Nanokompozīti ļaus pārveidot ķermeņa siltumu elektrībā”.

· 2023. gada 29. martā ir organizēta un novadīta ekskursija un praktiskā nodarbība Latvijas un Lietuvas 8.-9. klašu skolēniem. Pasākuma laikā skolēni tika iepazīstināti ar projekta ideju, mērķi, uzdevumiem un galveniem rezultātiem.

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

International Academy of Science, Engineering and Technology - Lisbon, Portugal on March 23 - 25, 2023.

27 Mar, 2023, No comments

The congress is composed of 2 conferences:
ICNNFC'23 - 8th International Conference on Nanomaterials, Nanodevices, Fabrication and Characterization
NDDTE'23 - 8th International Conference on Nanomedicine, Drug Delivery, and Tissue Engineering

For more information, please visit: https://rancongress.com/

Projekta nosaukums: Nanostrukturēto termoelektrisku materiālu izstrāde un to pielietojums siltumizolācijas paneļos ēku energoefektivitātes palielināšanai. Periods:01.12.2022. – 28.02.2023.

1 Mar, 2023, No comments

Iegūts starptautisko ekspertu pozitīvs vērtējums par projekta progresu un uz projekta vidusposmu sasniegtajiem zinātniskiem rezultātiem.

LU. Noskaidrots, ka epoksīdlīme, kura efektīvi uzlabo ZnO nanovadu tīklojumu termoelektriskās īpašības, negatīvi ietekmē Cu₂O nanovadu tīklojumu īpašības. Notiek eksperimentālais darbs pie Cu₂O nanovadu tīklojumu iekapsulēšanai piemērota polimēra izvēles. Turpinās darbs pie metāla oksīds-oglekļa nanocaurulītes tīklojumu izveides un to īpašību izpētes. Uzsākti eksperimenti ar metāla oksīdu nanovadu tīklojumu izveidi tieši uz siltumizolējošām celtniecības akmens vates plāksnēm.

SIA 3D Strong. Turpinās oglekļa nanocaurulīšu sintēze un pēcsintēzes apstrāde, kā arī metālu-oglekļa nanocaurulīšu pamatņu sagatavošana projekta vajadzībām. Turpinās eksperimentālais darbs pie nanostrukturēto tīklojumu, izveidotu uz lokanām pamatnēm, mehāniskās stabilitātes izpētes.

Zināšanu izplatīšanas un popularizācijas pasākumi:

Zinātniskais raksts R. Sondors, D. Gavars, A. Sarakovskis, A. Kons, K. Buks, D. Erts, J. Andzane “Facile fabrication of Cu₂O nanowire networks with large Seebeck coefficient for application in flexible thermoelectrics” ir publicēts žurnālā Materials Science in Semiconductor Processing (Mater. Sci. Semicond. 159, 2023, 107391). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2023.107391

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

Projekta nosaukums: No inovatīviem oglekļa nanocaurulīšu-topoloģisko izolatoru materiālu tīkliem veidotas lokanas termoelektriskās ierīces. Periods: 01.10.2022. – 31.12.2022.

30 Dec, 2022, No comments

SIA 3D Strong. Turpinās n-tipa un p-tipa oglekļa nanocaurulīšu tīklojumu sagatavošana un raksturošana projekta vajadzībām. Notiek zinātniskā raksta manuskripta “High temperature stable nitrogen-doped MWCNTs for thermoelectric applications” papildināšana ar iespējamo lādiņnesēju kustības un dopēšanas mehānismu analīzi, izmantojot gan eksperimentālos, gan zinātniskā literatūrā pieejamos datus.
LU. Turpinās eksperimentālo datu apstrāde un analīze zinātniskā raksta “Magnetoresistance of MWCNT-Bi 2 Se 3 /Sb 2 Te 3 hybrid structures” manuskripta papildināšanai. Uzsākta zinātniskā raksta “Functional thermoelectric MWCNT and MWCNT-Sb 2 Te 3 network distribution in inert polymer matrix - effect on elastic thermoelectric composite film resistance” sagatavošana. Izgatavoti pirmie jauno produktu – abpusēji iekapsulētas n-tipa un p-tipa lokanas termoelektriskās plēves ar pieslēgšanas kontaktiem – prototipi. Izveidots pirmais lokana termoelektriskā ģeneratora prototips, notiek tā raksturošana pie dažādām ārējām slodzēm (virknē pieslēgtām elektriskām pretestībām).
Projekta aktuālie rezultāti ir prezentēti starptautiskā konferencē:
3-day International Conference on Materials Science (3d-ICOMAS), 26.- 28.10.2022., Verona, Itālija
L. Bugovecka, K. Buks, J. Andzane, J. Bitenieks, J. Zicans, A. Miezubrale, D. Erts “Synthesis and Bending Tests of Flexible MWCNT and Bi 2 Se 3 Polymer Composite Thermoelectric Thin films”, stenda referāts Projekta popularizācijas pasākumi:
2022. gada 21. oktobrī ir organizēta un novadīta lekcija/seminārs “Nanostrukturētie lokani termoelektriskie materiāli un to pielietojumi” LU Fizikas, Matemātikas un Optometrijas fakultātes studentiem. Lekcijas/semināra laikā studenti tika iepazīstināti ar projekta ideju, mērķi, uzdevumiem un galvenajiem rezultātiem.

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

Merry Christmas and Happy 2023 Year!!!

29 Dec, 2022, No comments

Projekta nosaukums: Nanostrukturēto termoelektrisku materiālu izstrāde un to pielietojums siltumizolācijas paneļos ēku energoefektivitātes palielināšanai. Periods: 01.09.2022. – 30.11.2022.

1 Dec, 2022, No comments

LU. Izpētītas CuO, Cu 2 O un ZnO nanovadu tīklojumu termoelektriskās īpašības.
Noskaidrots, ka Cu 2 O nanovadu tīklojumiem salīdzinājumā ar CuO nanovadu tīklojumiem ir ļoti augsts Zēbeka koeficients (ap 2000 V/K), kā arī par vairākām kārtām mazākā elektriskā pretestība. Tas nozīmē, ka Cu 2 O nanovadi ir ļoti perspektīvs materiāls pielietojumiem termoelektriskās ierīcēs. Savukārt, sintezētiem ZnO nanovadu tīklojumiem ir pārāk liela elektriskā pretestība (GΩ) un Zēbeka koeficients ap -80 V/K. Lai samazinātu ZnO nanovadu tīklojumu elektrisko pretestību un palielināt to Zēbeka koeficientu, ir veikta nanovadu tīklojumu iekapsulēšana kā saistvielu izmantojot komerciāli pieejamo epoksīdlīmi. Iekapsulēšana ļauj samazināt ZnO nanovadu tīklojumu pretestību par 2-3 kārtam un vienlaicīgi vismaz 10 reizēs palielināt Zēbeka koeficientu. Izstrādātas divas tehnoloģiskās instrukcijas par Cu 2 O un ZnO nanovadu tīklojumu sintēzi.
SIA 3D Strong. Turpinās metālu-oglekļa nanocaurulīšu pamatņu sagatavošana, tai skaitā tiek izgatavotas daudzslāņu pamatnes, kad secīgi tiek uzklāti oglekļa nanocaurulīšu un metāla (Cu vai Zn) dažādu biezumu slāņi. Uzsākta oglekļa nanocaurulīšu atdedzināšana argona/ūdeņraža atmosfērā (-COO) grupu atdalīšanai no nanocaurulīšu virsmām. Notiek eksperimentālais darbs pie nanostrukturēto tīklojumu mehāniskās stabilitātes izpētes – tiek izstrādāti pārklājumu noņemšanas no cietām virsmām paņēmieni, kā arī izsākti pārklājumu locīšanas eksperimenti uz lokanām
virsmām uznestiem pārklājumiem.

Zināšanu izplatīšanas un popularizācijas pasākumi:

Sagatavoti un iesniegti sekojošie raksti zinātniskajos žurnālos:
1. J. Kosmaca, J. Katkevics, J. Andzane, R. Sondors, L. Jasulaneca, R. Meija, K. Niherysh, D. Erts “Humidity-dependent electrical performance of assembled CuO nanowire networks studied by electrochemical impedance spectroscopy” iesniegts žurnālā Beilstein Journal of Nanotechnology;
2. M. Baitimirova, R. Sondors, A. Kons, J. Andzane “Improvement of thermoelectrical properties of self-assembling ZnO nanowire networks by encapsulation in epoxy adhesive” iesniegts žurnālā Materials Today Communications;
3. R. Sondors, D. Gavars, A. Sarakovskis, A. Kons, J. Andzane “Facile fabrication of Cu 2 O nanowire networks with large Seebeck coefficient for application in flexible thermoelectrics” iesniegts žurnālā Materials Science in Semiconductor Processing.

Projekta aktuālie rezultāti prezentēti sekojošās starptautiskās zinātniskās konferencēs:
1. Konferencē "24-th International Conference-School Advanced Materials and Technologies 2022 (AMT-2022)" 22.-26.08.2022., Palanga, Lietuva:

D. Gavars, R. Sondors, J. Andzane, D. Erts "Production of Copper Oxide Nanowire Netowrk for Thermoelectric Applications" (stenda referāts)

2. Konferencē “International Conference on Materials Science (3d-ICOMAS), 26.-28. Oktobris 2022, Verona, Itālija:
D. Gavars, R. Sondors, A. Sarakovskis, D. Erts, J. Andzane "Thermoelectric applications of metal oxide nanowire networks fabricated by thermal oxidation technique" (stenda referāts).

Lekcijas, semināri, populārzinātniskie pasākumi:
1. Projekta ideja un galvenie rezultāti prezentēti Zinātnieku Nakts 2022 pasākumā, kurš notika LU ĶFI telpās 30.09.2022.
2. 21.10.2022. organizēta lekcija/seminārs LU Fizikas, Matemātikas un Optometrijas fakultātes bakalaura studiju programmas 2. un 3. kursa fizikas studentiem par projekta tematiku.

Projekts tiek līdzfinansēts no REACT-EU finansējuma pandēmijas krīzes seku mazināšanai

Patent registered for - CARBON NANOTUBES PREPARATION METHOD AND USE IN STEREOLITHOGRAPHY

12 Oct, 2022, No comments

"The invention relates to three-dimensional (3D) printing method technologies, including stereolithography, which use material polymerization.

In the invention, possibilities have been developed to activate carbon nanotubes (CNTs) in order to ensure the interaction of CNTs with the photopolymer used for 3D printing and to achieve effective dispersion of CNTs in the volume of the product to be created by 3D printing, avoiding CNT agglomeration and reducing the necessary CNT concentration. The goal of the invention is achieved with the help of active reaction products in the mixture of HNO3 and H2SO4 acids, initiating chemical reactions with carbon atoms on the CNT surface, which result in the formation of active centers increasing the interaction of CNTs with photopolymer. Activated CNTs bind to photopolymer molecules more strongly than to each other and disperse throughout the volume without forming CNT agglomerates. The new bonds created and the mechanical strength of the CNTs increase the overall mechanical strength and flexibility of the products".

Projekta nosaukums: No inovatīviem oglekļa nanocaurulīšu-topoloģisko izolatoru materiālu tīkliem veidotas lokanas termoelektriskās ierīces. Periods:01.07.2022. – 30.09.2022.

30 Sep, 2022, No comments

SIA 3D Strong. Turpinās n-tipa un p-tipa oglekļa nanocaurulīšu tīklojumu sagatavošana un raksturošana projekta vajadzībām. Turpinās eksperimentālo datu analīze lādiņnesēju transporta mehānismu izpētei n-tipa daudzsienu oglekļa nanocaurulītēs. Pielietojot transmisijas elektronu mikroskopijas metodes, veikta padziļināta n-tipa oglekļa nanocaurulīšu struktūras (ārējo un iekšējo čaulu) izpēte pirms un pēc izkarsēšanas dopanta ievietošanas mehānisma noskaidrošanai. LU. Veikti p-CNT, n-CNT un n-CNT-Bi 2 Se 3 paraugu Holla efekta mērījumi atkarībā no temperatūras mērījumiem lādiņnesēju transporta mehānismu izpētei šajos paraugos. Notiek eksperimentālo datu apstrāde un analīze. Uzsākta zinātniskā raksta “Magnetoresistance of MWCNT-Bi 2 Se 3 /Sb 2 Te 3 hybrid structures” manuskripta sagatavošana. Pielietojot atkārtotās locīšanas metodi ,veikti iekapsulēto p-tipa (CNT-Sb 2 Te 3 ) hibrīdtīklojumu mehāniskās un termoelektriskās stabilitātes pētījumi. Uzsākti eksperimenti hibrīdtīklojumu abpusējai iekapsulēšanai, saglabājot uz hibrīdtīklojuma uznestos elektrodus un savienojošus vadus, kas ir nepieciešams jaunā produkta prototipa izveidei.
Projekta aktuālie rezultāti ir prezentēti sekojošās starptautiskās konferencēs:
Joint International Conference Functional Materials & Nanotechnologies and Nanotechnology and Innovation in the Baltic Sea Region (FM&NT-NIBS 2022), 03.- 06.07.2022., Rīga, Latvija

L. Bugovecka, K. Buks, J. Andzane, O. Starkova, D. Erts “Bending stability of MWCNT and Bi 2 Se 3 Thermoelectric Polymer Composite Thin Films”, stenda referāts
K. Buks, J. Andzane, L. Brauna, M. Katkov, D. Erts “Properties and applications of blended and encapsulated bismuth selenide and CNT hybrid structure-based flexible thermoelectric nanocomposites”, stenda referāts
L. Brauna, K. Buks, J. Andzane, M. Katkov, D. Erts “Fabrication of flexible encapsulated Bi 2 Se 3 /CNT hybrid network materials” stenda referāts

24-th International Conference-School Advanced Materials and Technologies 2022 (AMT-2022), 22.-26.08.2022., Palanga, Lietuva

L. Bugovecka, K. Buks, J. Andzane, D. Erts “Comparison of flexible CNT- Sb 2 Te 3 /Bi 2 Se 3 Thermoelectric Thin Films with different Polymer Substrates”, stenda referāts
K. Buks, J. Andzane, L. Brauna, M. Katkov, D. Erts “Thermoelectric properties of flexible encapsulated bismuth selenide and carbon nanotube hybrid structures”,stenda referāts

L. Brauna, K. Buks, J. Andzane, M. Katkov, D. Erts “Synthesis and preparation of flexible Bi 2 Se 3 /CNT heterostructure-based thermoelectric materials”, stenda referāts

23rd Annual Conference on Material Science (YUCOMAT 22), 29.08.-02.09.2022., Herceg Novi, Melnkalne

M. V. Katkov, K. Buks, J. Andzane, A. Sarakovskis, K. Smits, D. Erts “Synthesis and properties of stable nitrogen-doped MWCNTs for thermoelectric applications”, stenda referāts

18th European Conference on Thermoelectrics (ECT 2022), 14.-16.09.2022., Barselona,
Spānija

K. Buks, J. Andzane, L. Bugovecka, L. Brauna, M. Katkov, D. Erts “Synthesis and characterization of flexibe thermoelectric Bi 2 Se 3 /CNT hybrid structures”, stenda referāts

Baltic Polymer Symposium 2022, 21.-23. septembris 2022., Tallina, Igaunija

D. Erts, J. Andzane, K. Buks, J. Bitenieks, R. Merijs-Meri, L. Bugovecka, M.Katkov, J. Zicans “Innovative flexible nonconductive polymers based thermoelectric films: fabrication and properties”, plenārsēdes prezentācija

Projekta popularizācijas pasākumi:
Projekta ideja un galvenie rezultāti prezentēti Zinātnieku Nakts 2022 pasākumā, kurš notika LU
ĶFI telpās 30.09.2022.

3D Strong LLC participated in international conference “23rd Annual Conference on Material Science, YUCOMAT 22”

12 Sep, 2022, No comments

3D Strong participate in the international conference “23rd Annual Conference on Material Science, YUCOMAT 22” within the frame of the project “Flexible thermoelectric devices based on innovative carbon nanotube-topological insulator networks” (agreement No. 1.1.1.1/19/A /138).
Accomplishments during the assignment:
- A poster entitled “Synthesis and properties of stable nitrogen-doped MWCNTs for thermoelectric applications” was presented.
- The presented results were discussed with the conference participants.
- Lectures on topics of two-dimensional emptiness and its unique properties (by Sir Andre K. Geim, Noble Prize Winner), effect of polymer molecular weight on thermal and surface structural characteristics of MWCNTs/PDMS nanocomposites, investigation of 3D printing and thermomechanical properties of free-radical resin filled with TiO2 nanoparticles, etc., were attended.

- Two poster sessions were attended.

Projekta nosaukums: Nanostrukturēto termoelektrisku materiālu izstrāde un to pielietojums siltumizolācijas paneļos ēku energoefektivitātes palielināšanai. Periods: 01.06.2022. – 31.08.2022.

1 Sep, 2022, No comments

LU. Turpinās metodes izstrāde iekapsulēto nanovadu tīklojumu noņemšanai no stikla virsmas. Noskaidrots, ka pilnībā sacietējusi saistviela apgrūtina iekapsulēta parauga atdalīšanu no stikla. Notiek izpēte pie kādām polimēra sacietēšanas pakāpēm iekapsulēto tīklojumu var noņemt no stikla virsmas, to nesabojājot. Metāla oksīdu- oglekļa nanocaurulīšu hibrīdstruktūru morfoloģijas un struktūras izpēte ar elektronu mikroskopijas metodēm parādīja, ka metāla-oglekļa nanocaurulīšu pamatņu termiskās oksidācijas pakāpe ir atkarīga no tā, kādā veidā tika sagatavota pamatne. Gadījumā, kad metāla pamatne tika pārklāta ar oglekļa nanocaurulīšu tīklojumu, termiskās oksidācijas rezultātā veidojas metālu oksīdu nanovadi, kuri izaug cauri tīklojumam.
Savukārt, kad metāls ir uzputināts uz oglekļa nanocaurulīšu tīklojuma, termiskās oksidācijas rezultātā apkārt nanocaurulītēm veidojas metālu oksīdu čaulas. Notiek metāla oksīdu nanovadu-oglekļa nanocaurulīšu elektrisko un termoelektrisko īpašību izpēte.
SIA 3D Strong. Turpinās dažādu oglekļa nanocaurulīšu tipu apstrāde ar argona joniem, apstrādāto nanocaurulīšu struktūras, morfoloģijas, elektrisko īpašību raksturošana, metāls-oglekļa nanocaurulītes pamatņu sagatavošana, izmantojot ar argona joniem apstrādātas oglekļa nanocaurulītes: (1) pārklājot metāla pamatnes ar oglekļa nanocaurulīšu slāni un (2) pārklājot oglekļa nanocaurulīšu tīklojumus ar termiski uzputinātu metāla (varš, cinks) slāni.
Projekta popularizēšanas pasākumi:
Projekta ideja un aktuālie projekta rezultāti ir prezentēti starptautiskā zinātniskā konferencē "Joint International Conference Functional Materials and Nanotechnologies and Nanotechnology and Innovation in the Baltic Sea Region" FM&NT-NIBS 2022, 03.-06.07.2022., Rīgā, Latvijā:

J. Andzane, R. Sondors, D. Gavars, M. Baitimirova, M.V. Katkov, D. Erts "Application of nanostructured materials for flexible thermoelectrics and energy-efficient buildings", mutiskais referāts
D. Gavars, R. Sondors, J. Andzane, D. Erts "Thermoelectric properties of copper oxide nanowire networks", stenda referāts.

Projekta nosaukums: No inovatīviem oglekļa nanocaurulīšu-topoloģisko izolatoru materiālu tīkliem veidotas lokanas termoelektriskās ierīces. Periods: 01.04.2022. – 30.06.2022.

30 Jun, 2022, No comments

2022. gada maijā projekts ir saņēmis pozitīvo starptautisko ekspertu vērtējumu par paveiktiem līdz projekta vidusposmam pētnieciskiem darbiem un sasniegtiem rezultātiem.
SIA 3D Strong. Sagatavotas un raksturotas (morfoloģija, elektriskās, termoelektriskās īpašības) dažādu tipu un koncentrāciju oglekļa nanocaurulīšu tīklojumi n-tipa (ar bismuta selenīdu) un p-tipa (ar antimona telurīdu un/vai alvas selenīdu) hibrīdtīklojumu izveidei. Veikta n-tipa oglekļa nanocaurulīšu elektrovadītspējas un Sībeka koeficienta izpēte temperatūru diapazonā 2K-350K lādiņnesēju transporta mehānismu izpētei. Notiek eksperimentālo datu apstrāde un analīze.
LU. Veikti n-CNT-Bi 2 Se 3 neiekapsulēto un iekapsulēto tīklojumu elektrovadītspējas un Sībeka koeficienta mērījumi temperatūru diapazonā 2K-350K. Sagatavoti n-CNT-Bi 2 Se 3 paraugi Holla efekta atkarībā no temperatūras mērījumiem lādiņnesēju transporta mehānismu izpētei. Notiek eksperimentālo datu apstrāde un analīze.
Turpinās p-tipa hibrīdtīklojumu elektriskās un mehāniskās stabilitātes izpēte ar elektroķīmiskās impedances metodēm gaisā mitruma diapazonā 5-90%. Izveidots pirmais divu kāju termoelektriskā ģeneratora prototips, uzsākta izveidotā prototipa raksturošana.

Projekta rezultāti ir publicēti zinātniskajā rakstā:
K. Buks, J. Andzane, L. Bugovecka, M. V. Katkov, K. Smits, O. Starkova, J. Katkevics, A. Bērziņš, L. Brauna, V. Voikiva, D. Erts “Highly efficient flexible n- type thermoelectric films formed by encapsulation of Bi 2 Se 3 -MWCNT hybrid networks in polyvinyl alcohol”, Adv. Mater. Interfaces,
https://doi.org/10.1002/admi.202200318

Projekta popularizācijas pasākumi:
Projekta ideja un galvenie rezultāti prezentēta LU ĶFI Atvērto Durvju Dienās:
 2022. gada 08. aprīlī – 10. vidusskolas 11.-12. klašu skolēniem
 2022. gada 22. aprīlī – Rīgas Klasiskās ģimnāzijas 10.-11. klašu skolēniem

2022. gada 14. aprīlī novadīta ekskursija Latvijas vidusskolu ķīmijas skolotājām, kuras laikā tika pastāstīts par projekta ideju un aktuāliem rezultātiem.

Highly Efficient Flexible n-Type Thermoelectric Films Formed by Encapsulation of Bi2Se3-MWCNT Hybrid Networks in Polyvinyl Alcohol

14 Jun, 2022, No comments

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.202200318

Abstract

The use of organic–inorganic nanocomposites has shown the greatest potential for engineering efficient flexible thermoelectric devices. In this work, a novel approach of encapsulation of as-grown bismuth selenide-multiwalled carbon nanotubes (Bi₂Se₃-MWCNT) hybrid network in polyvinyl alcohol for fabrication of n-type flexible thermoelectric films is demonstrated as a successful alternative to the mechanically mixed counterparts. The developed stable flexible n-type thermoelectric material has a Seebeck coefficient and power factor at room temperature as high as −85 μV K⁻¹ and 0.4 μW m⁻¹ K⁻², and figure-of-merit, exceeding the value shown by the mixed counterpart by ≈2 orders of magnitude, while requiring 3–4 times less inorganic material in comparison with mixed composites. Charge carrier transport mechanisms and contribution of Bi₂Se₃ and MWCNT components of not encapsulated and encapsulated hybrid networks to the total Seebeck coefficient, electrical conductance, and power factor are studied. In addition, the fabricated flexible thermoelectric films show good environmental stability at relative humidity levels up to 60%, as well as great mechanical and electrical stability with the increase of resistance within 0.5% and deviations of the Seebeck coefficient within 2% from the initial value during the 100 repetitive bending cycles.