Vides ietekme uz viedo ar oglekļa nanopildvielām modificētu kompozītu un šķiedru plastikātu fizikālajām īpašībām strukturāliem pielietojumiem

Projekta nosaukums: Vides ietekme uz viedo ar oglekļa nanopildvielām modificētu kompozītu un šķiedru plastikātu fizikālajām īpašībām strukturāliem pielietojumiem

Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/066

Projekta sadarbības partneris: Institute for Polymers, Composites and Biomaterials, National Research Council of Italy, Naples, Italy.

Projekta īstenošanas termiņš: 01.01.2018.-31.12.2020.

Projekta kopējais finansējums, LU daļa: 133806.00 EUR, LU daļa 6690.30 EUR.

Projekta mērķis ir noteikt vides faktoru, mitruma un temperatūras, ietekmi uz epoksīdsveķu bāzes nanokompozītu (NK) un šķiedru plastikātu (ŠP), modificētiem ar oglekļa nanopildvielām (nanocaurulītēm, nanošķiedrām un/vai grafēnu), mehāniskajām, elektriskajām un termiskajām īpašībām, pielietojot tos kā strukturālos bojājumu indicējošos materiālus ārpus telpās.

Projekta rezultāti: 1) videi stabils viedais ŠP kā strukturāls elementa prototips; 2) vismaz divi oriģināli zinātniskie un populārzinātniskie raksti, kas iesniegti publicēšanai, un vismaz divi konferenču ziņojumi.

Projekta darbības atbilst Viedās specializācijas stratēģijas specializācijas jomai viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiersistēmas. Projektam ir starpdisciplinārs raksturs, tam atbilst sekojošas zinātnes nozares (pēc OECD zinātņu nozaru FOS klasifikācijas): 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas apakšnozares: 2.5. Materiālzinātne un 2.10. Nanotehnoloģijas.

Projekta īstenošanas vieta: LU Materiālu mehānikas institūts.

1. ceturksnis (01.01.2018.-31.03.2018.)

Uzsākot projektu daudz laika tika veltīts administratīvu problēmu risināšanai, jo projekta vajadzībām vajadzēja iegādāties Latvijā un piegādāt sadarbības partnerim (Polimēru, kompozītu un biomateriālu institūts (PKBI), Itālija) noteiktus materiālus (epoksīda sveķus, oglekļa nanocaurulītes un nanošķiedras), kā arī organizēt 1. mobilitāti uz PKBI. Šim nolūkam bija jāsaskaņo projekta sākuma darbi, materiālu tehniskā specifikācija, projekta budžets, komandējuma laiks 1. mobilitātei (28.-31.03.2018.) u.c. nianses ar projekta zinātnisko konsultantu (Dr. Andreju Aņiskeviču) un kontaktpersonu no PKBI (Dr. Mauro Zarrelli). Tādējādi, tika izvēlēts labākais materiālu risinājums projekta vajadzībām, kas tika aprakstīts sagatavotajā pārskatā (D2.1, 3. mēnesis).

Paralēli ar projekta sākumu tika uzsākti mitruma resorbcijas eksperimenti epoksīda sveķu paraugiem ar dažādu oglekļa nanocaurulīšu saturu un malu attiecību vidēs ar dažādu relatīvo mitrumu 47, 73 un 91%, kas turpināsies vairākus mēnešus līdz visi paraugi sasniegs līdzsvara mitruma daudzumu. Šos nanokompozīta (NK) paraugus izgatavoja un nodrošināja PKBI vēl pirms projekta uzsākšanas, un tiem jau tika realizēti mitruma absorbcijas un desorbcijas eksperimenti, lai novērtētu vai oglekļa nanocaurulīšu malu attiecība un saturs ietekmē sorbcijas procesa īpatnības.

Par šiem rezultātiem tika sagatavotas un iesniegtas tēzes Tatjana Glaskova-Kuzmina, Andrey Aniskevich, Jevgenijs Sevcenko, Mauro Zarrelli, and Anna Borriello, „Moisture sorption by epoxy resin filled with MWCNTs of different thickness” dalībai ECCM konferencē, kas notiks 2018. g. 25.-28. jūnijā Atēnās, Grieķijā.

Tāpat projekta popularizēšanai tika sagatavota un ziņota prezentācija T. Glaskova-Kuzmina, “Smart polymers and FRP modified by carbonaceous nanofillers for structural applications” LU 76. konferences plenārsēdē „Nano and quantum technologies and innovative materials for economy”, 01.02.2018., Rīga, Latvija (https://www.lu.lv/konference/programma/?session=587).

Visbeidzot, š.g. marta beigās notika 1. mobilitāte pie sadarbības partnera, kuras laikā PKBI notika seminārs ar prezentāciju par projekta mērķiem, uzdevumiem un sagaidāmiem rezultātiem. Turklāt, ar Dr. Mauro Zarrelli tika apspriesta intelektuālā īpašuma tiesību stratēģija un sagatavots tās melnraksts (D1.3, 4. mēnesis), saskaņots un izvēlēts optimālais pētāmo materiālu risinājums, kā arī uz vietas tika izvērtēti un optimizēti NK izgatavošanas apstākļi, lai 2. mobilitātes laikā uzsāktu NK paraugu izgatavošanu ar dažādu nanopildvielu (oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru) saturu.

2. ceturksnis (01.04.-30.06.2018.)

Saskaņojot ar sadarbības partnera Polimēru, kompozītu un biomateriālu institūta (PKBI) kontaktpersonu Dr. Sc. Ing. Mauro Zarrelli un LU zinātnisko konsultantu A. Aņiskeviču, tika sagatavota intelektuālā īpašuma tiesību stratēģija. Stratēģijā tika noformulētas vienošanās starp pēcdoktoranti, LU zinātnisko konsultantu un sadarbības partnera kontaktpersonu, saglabājot noteikumus par lēmumu pieņemšanu, intelektuālā īpašuma tiesībām, un iespējamām publikācijām.

2. mobilitātes laikā (19.-26.05.2018.) pie sadarbības partnera (PKBI, Portiči, Itālija) tika noteikta visefektīvākā oglekļa nanodaļiņu (nanocaurulīšu un nanošķiedru) disperģēšanas metode epoksīda sveķos RTM6 un izgatavots epoksīda un NK paraugu komplekts ar vienu vai divām pildvielām: epoksīda sveķi RTM6 ar oglekļa nanocaurulītēm (0,01-0,05% pēc masas); epoksīda sveķi RTM6 ar oglekļa nanošķiedrām (0,2-0,5% pēc masas); epoksīda sveķi RTM6 ar hibrīda nanopildvielu (oglekļa nanocaurulītes un nanošķiedras attiecībā 1:1; 0,02-0,2% pēc masas).

Visiem izgatavotiem paraugiem tika veiktas elektrovadāmības pārbaudes, elektriskās perkolācijas sliekšņa novērtēšanai NK pildītiem ar dažādu (-ām) oglekļa nanopildvielu (-ām) un NK paraugu komplekta izgatavošanai pie elektriskās perkolācijas sliekšņa 3. mobilitātes laikā (2018. g. septembrī).

Zinātnisko rezultātu izplatīšanai tika sagatavots un iesniegts pilnais raksts „Moisture sorption by epoxy resin filled with MWCNT of different thickness” ECCM18 konferencei (2018. g. 25.-28. jūnijā Atēnās, Grieķijā, http://www.eccm18.org/), sagatavots stenda referāts, kā rezultātā apspriesti projekta rezultāti lielākajā un nozīmīgākajā Eiropas konferencē kompozītmateriālu jomā.

Papildus plānotiem projekta rezultātiem tika sagatavotas un iesniegtas Elsevier izdevniecībai grāmatas “Creep and Fatigue in Polymer Matrix Composites” 2. izdevuma apakšsadaļas “Effect of moisture on elastic properties of polymer matrices and composites” un “Moisture in nanocomposites”.

 

3. ceturksnis (01.07.-30.09.2018.)

Pirmkārt, pamatojoties uz optiskās mikroskopijas attēliem, kas tika iegūti 2. mobilitātes laikā pie sadarbības partnera (19.-26.05.2018., Polimēru, kompozītu un biomedicīnas materiālu institūts, Portiči, Itālija) tika veikta oglekļa nanodaļiņu, nanocaurulīšu (ONC), nanošķiedru (ONŠ) un hibrīdas nanopildvielas (1:1), dispersijas analīze epoksīda saistvielā (0.1% pēc masas). Analīze tika veikta mikrolīmenī pie zemākā OLYMPUS BX51 mikroskopa palielinājuma (x50), lai, galvenokārt, tiktu analizēti oglekļa nanodaļiņu aglomerāti, nevis individuālās nanodaļiņas. Tas tika izvēlēts tādēļ, ka galvenais izaicinājums labai samaisīšanai ir novērst tieši aglomerātu veidošanos. Tad izmantojot ImageJ programmu, tika noteikts nanodaļiņu un/vai to aglomerātu izmēru sadalījums. Kā arī bija paredzēts visiem trim nanokompozītiem (NK) tas bija bimodāls ar maksimumiem pie apm. 0.2 mm 0.8 mm. Tas liecina par to, ka visos NK oglekļa nanodaļiņas tika disperģētas gan nano-, gan arī mikrolīmenī. Visvairāk nanodaļiņu pie 0.2 mm tika reģistrētas ONC saturošam NK, kas ir loģiski, jo to lineāriem izmēriem ir vismazākās vērtības (diametrs - 9 nm, garums – 1.5 mm). Bet arī hibrīdas nanopildvielas gadījumā tika iegūts diezgan labs rezultāts, kas apliecina, ka samaisīšanas metode bija efektīva. Par šiem rezultātiem tika sagatavota atskaite “NK mikro/nano strukturālā raksturošana” (D.3.1.).

 

Otrkārt, tika veikta visu līdzšinējo rezultātu (siltuma vadāmība, elekrovadāmība, un viskozitāte) analīze, kas tika iegūti RTM6 epoksīdam un NK ar vienu vai divām pildvielām (ONC: 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.1% pēc masas, ONŠ: 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5% pēc masas, hidrīdam (ONC/ONŠ attiecībā 1:1: 0.02, 0.04, 0.06, 0.1% pēc masas). Tas bija nepieciešams, lai 3. mobilitātes laikā (29.09.-06.10.2018.) izgatavotu NK paraugus pie optimāla nanopildvielas (-u) satura, kas atbilst elektriskās perkolācijas slieksnim. Papildus tam ir jābūt atbilstošai viskozitātei, lai 4. mobilitātes laikā (2019. g. jūnijs-jūlijs) ar to varētu impregnēt jau šķiedras plastikātu. Attiecīgi, tika izvēlēts sekojošs nanopildvielas (-u) saturs: ONC - 0.05% pēc masas, ONŠ – 0.3.% pēc masas, hibrīdam – 0.1% pēc masas. Šiem NK elektrovadāmība σ = 1.1-1.4×10^-2 S/m un viskozitāte m=85-100 mPa∙s, kas pilnībā apmierina visas nepieciešamas prasības. Šie rezultāti un turpmākie 3. mobilitātes uzdevumi tika apspriesti LU MMI laboratorijas seminārā (11.09.2018.), kā arī tika saskaņoti ar sadarbības partnera kontaktpersonu.

 

4. ceturksnis (01.10.-31.12.2018.)

3. mobilitātes laikā (29.09.-06.10.2018.) pie sadarbības partnera Polimēru, kompozītu un biomedicīnas materiālu institūts (Portiči, Itālija) tika izgatavots 1 komplekts ar nanokompozītu (NK) paraugiem ar dažādu pildvielas (-u) saturu pie elektriskās perkolācijas sliekšņa: RTM6 epoksīda sveķi ar oglekļa nanocaurulītēm (ONC) 0.05% pēc masas, oglekļa nanošķiedrām (ONŠ) 0.3.% pēc masas, un hibrīdas nanopildvielas (ONC/ONŠ attiecībā 1:1 pēc masas) 0.1% pēc masas. Šiem NK elektrovadāmība σ = 1.1-1.4×10^-2 S/m un viskozitāte m=85-100 Pa∙s, kas pilnībā apmierina visas nepieciešamas prasības viedo šķiedras plastikātu izgatavošanai 4. mobilitātes laikā (2019. g. maijs-jūnijs). Kopā tika izgatavoti 128 paraugi mehāniskajām pārbaudēm un 16 paraugi siltuma vadāmības pārbaudēm.

Visi epoksīda un NK paraugi tika sagatavoti higrotermiskajai novecošanai (ūdens absorbcija/karsēšana pie temperatūras 70 ᵒC līdz līdzsvara mitruma daudzumam, tad saldēšana saldētājkamerā pie temperatūras -20-30 ᵒC). Tika noteikti pētāmo materiālu fizikālie raksturlielumi sākotnējā stāvoklī (pirms higrotermiskās novecošanās): siltuma vadāmība, elektrovadāmība, dinamiskie moduļi un stiklošanas temperatūra, elastības modulis, stiprība un maksimālā deformācija liecē. Tad paraugiem tika veiktas higrotermiskās novecošanas pārbaudes, kas ilga 4 nedēļas līdz visi paraugi sasniedza līdzsvara mitruma daudzumu. Higrotermiskās novecošanas laikā (pēc 1 nedēļas no tās sākuma) un pēc tās tika noteikti pētāmo materiālu visi iepriekš minētie fizikālie raksturlielumi, kas tika salīdzināti ar raksturlielumiem sākotnējā stāvoklī. Daļa no paraugiem tika ievietota saldētājkamerā pie temperatūras -28 ᵒC uz 3-4 nedēļām, lai pārbaudītu kā zemās temperatūras ietekmē mitrinātu epoksīda un NK paraugu fizikālās īpašības.

Par šiem rezultātiem tika sagatavotas un iesniegtas tēzes starptautiskajā konferencē International Conference on Composite Materials (ICCM22) , kas notiks 2019. g. 11.-16.augustā Melburnā, Austrālijā:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Sevcenko J., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. Environmental effects on mechanical, thermophysical and electrical properties of epoxy resin with carbon nanofillers. ICCM22, August 11-16, 2019, Melbourne, Australia (submitted).

5. ceturksnis (01.01.-31.12.2019.)

Pirmkārt, tika veikta mitruma difūzijas analītiskā modelēšana epoksīda sveķu paraugiem ar dažādu oglekļa nanocaurulīšu (Nanocyl 7000, Nanocyl un SA659258, Sigma Aldrich) saturu (0-2% pēc masas) un malu attiecību (50 un 150) vidēs ar dažādu relatīvo mitrumu 47, 73 un 91, izmantojot eksperimentālos datus mitruma absorbcijai, desorbcijai un resorbcijai, kā arī veikta datu apstrāde un rezultātu analīze dinamiski mehāniskajām pārbaudēm šiem materiāliem pēc mitruma absorbcijas-desorbcijas cikla vidēs ar dažādu relatīvo mitrumu 47%, 73% un 91%.

Par iegūtiem rezultātiem tika sagatavots zinātniskais raksts, kas tika iesniegts publicēšanai atvērtās piekļuves žurnālā Nanomaterials:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Sevcenko J., Borriello A., Zarrelli M. “Cyclic moisture sorption and its effect on thermomechanical properties of epoxy and epoxy/MWCNT nanocomposite”. Nanomaterials, 2019 (submitted).

Otrkārt, eksperimentāli tika noteikti epoksīda un nanokompozītu (NK) paraugu ar dažādu pildvielas (-u) saturu virs elektriskās perkolācijas sliekšņa (RTM6 epoksīda sveķi ar oglekļa nanocaurulītēm (ONC) 0.05% pēc masas, oglekļa nanošķiedrām (ONŠ) 0.3.% pēc masas, un hibrīdas nanopildvielas (ONC/ONŠ attiecībā 1:1 pēc masas) 0.1% pēc masas) fizikālie raksturlielumi pēc saldēšanas (-20 °C, 8 nedēļas): siltuma vadāmība, elektrovadāmība, elastības modulis, stiprība un maksimālā deformācija liecē, stiklošanas temperatūra un dinamiskais modulis. Iegūtie rezultāti tika apstrādāti un salīdzināti ar rezultātiem sākotnējā stāvoklī un pēc mitruma absorbcijas/karsēšanas pie temperatūras 70 °C līdz līdzsvara mitruma daudzumam.

Treškārt, sinerģijā ar projekta aktivitātēm tika veikti ūdens absorbcijas eksperimenti vidēs ar dažādu pH faktoru (4-6) nano-hibrīdkompozītam Filtek™ Ultimate A2 (3M ESPE). Mitruma un pH faktora ietekmes noskaidrošanai uz materiāla mehāniskajām un siltumfizikālajām īpašībām pēc ūdens absorbcijas eksperimentiem paraugiem tika veiktas spiedes un termomehāniskās pārbaudes.

Par iegūtiem rezultātiem tika sagatavots stenda referāts zinātniskajai konferencei RSU Conference 2019, kas notiks 01.-03.04.2019. Rīgā:

Priladiša K., Siliņš J., Glaskova-Kuzmina T., Proskurins J., Bērziņa S., and Jaunozola E. “Environmental effects on mechanical properties of dental composite”. RSU Scientific Conference, April 1-3, 2019, Riga, Latvia.

6. ceturksnis (01.04.-30.06.2019.)

Šajā ceturksnī liela daļa laika tika veltīta tēžu, zinātniskā un populārzinātniskā rakstu sagatavošanai:

1. Tika sagatavotas un iesniegtas tēzes, kā arī konferences pilnais raksts “Environmental effects on mechanical, thermophysical and electrical properties of epoxy resin filled with carbon nanofillers” ICSAAM 2019 konferencei, kas notiks 12.-15.09.2019. Iskjā, Itālijā:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Sevcenko J., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. Environmental effects on mechanical, thermophysical and electrical properties of epoxy resin filled with carbon nanofillers. ICSAAM 2019, September 12-15, 2019, Ischia, Italy (submitted).

2. Tika sagatavotas un iesniegtas tēzes “Flexural properties of epoxy resin filled with single and hybrid carbon nanofillers” DFMN 2019 konferencei, kas notiks 19.-22.11.2019. Maskavā, Krievijā:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. Flexural properties of the epoxy resin filled with single and hybrid carbon nanofillers. ICSAAM 2019, November 19-22, 2019, Moscow, Russia (submitted).

3. Pēc recenzēšanas tika būtiski pārstrādāts zinātniskais raksts “Cyclic moisture sorption and its effects on thermomechanical properties of epoxy and epoxy/MWCNT nanocomposite”, kas tika iesniegts zinātniskajā žurnālā „Polymers” ar atvērto piekļuvi.

4. Tika sagatavota un pieņemta publicēšanai žurnālā “Alma Mater” populārzinātniskā publikācija “Perspektīvie materiāli un to stabilitāte pret ārējās vides faktoru iedarbību”. Visticamāk, tā tiks publicēta žurnāla „Alma Mater” vasaras numurā.

Turklāt “Atpakaļ uz skolu” aktivitātes ietvaros 10.05.2019. Jūrmalas Kauguru vidusskolā tika veikts ziņojums populārzinātniskajā seminārā par projekta aktivitātēm. Semināra laikā skolēni no 9.-12. klasēm varēja uzzināt par pēcdoktorantūras projekta mērķiem un rezultātiem un uzdot sevi interesējošos jautājumus.

Visbeidzot, 4. mobilitātes ietvaros pie sadarbības partnera (Polimēru, kompozītu un biomateriālu institūtu, Portiči, Itālija) tika izgatavotas 2 bazalta šķiedras plāksnes ar hibrīda nanopildvielu un 2 plāksnes bez nanopildvielas, kā arī epoksīda un nanokompozīta paraugi turpmākām pārbaudēm projekta ietvaros.

7. ceturksnis (01.07.-30.09.2019.)

Šajā ceturksnī liela daļa laika tika veltīta zinātnisko rakstu un prezentāciju sagatavošanai:

1. Saskaņā ar recenzentu ieteikumiem tika būtiski rediģēts zinātniskais raksts “Cyclic moisture sorption and its effects on thermomechanical properties of epoxy and epoxy/MWCNT nanocomposite”, kas tika nopublicēts zinātniskajā žurnālā Polymers ar atvērto piekļuvi:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Sevcenko J., Borriello A., Zarrelli M. “Cyclic moisture sorption and its effects on the thermomechanical properties of epoxy and epoxy/MWCNT nanocomposite”. Polymers, 2019, Vol. 11 (9), 1383, p. 1-14. DOI: 10.3390/polym11091383.

2. Tika sagatavots un iesniegts konferences raksts “Flexural properties of epoxy resin filled with single and hybrid carbon nanofillers” DFMN 2019 konferencei, kas notiks 19.-22.11.2019. Maskavā, Krievijā:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Zotti A., Borriello A. and Zarrelli M. “Flexural properties of the epoxy resin filled with single and hybrid carbon nanofillers”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019 (submitted).

3. Sadarbībā ar RSU kolēģiem tika sagatavots un iesniegts konferences raksts “Environmental ageing and its effect on compressive properties of dental composite” konferencei “Medical Physics 2019”, kas notiks 7-9.11.2019. Kauņā, Lietuvā:

Priladiša K., Siliņš J., Glaskova-Kuzmina T., Proskurins J., Bērziņa S., and Jaunozola E. Environmental ageing and its effect on compressive properties of dental composite. Proceedings of International Conference “Medical Physics 2019”, November 7-9, 2019, Kaunas, Lithuania (submitted).

4. Tika sagatavota prezentācija ziņojumam ICSAAM2019 konferencē:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Sevcenko J., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. Environmental effects on mechanical, thermophysical and electrical properties of epoxy resin filled with carbon nanofillers. ICSAAM 2019, September 12-15, 2019, Ischia, Italy. Book of abstracts, p. 11.

5. Tika veikta 5. mobilitāte (07.-17.09.2019.) pie sadarbības partnera (Institute for Polymers, Composites and Biomaterials, Portici, Italy) ar mērķi apspiest esošos un turpmākos darba rezultātus zinātnisko publikāciju sagatavošanai, uzstājoties progresa seminārā ar prezentāciju.

Turklāt, piedaloties Eiropas Zinātnieku nakts 2019 pasākumos, visiem apmeklētājiem tika demonstrēti parasto materiālo neparastie piedzīvojumi, stāstot par viedo kompozītmateriālu sastāvdaļām un pielietojuma iespējām, kā arī rādot to reālos testa paraugus un produktus: https://www.facebook.com/tatjana.glaskovakuzmina.

8. ceturksnis (01.10.-31.12.2019.)

Šajā ceturksnī tika veiktas sekojošas darbības:

1. Pārbaudītas epoksīda saistvielas, nanokompozīta (epoksīda saistviela pildīta ar 0,1% pēc masas oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru attiecībā 1:1), vienvirziena un simetriskā sakārtojuma bazalta šķiedras plastikāta (BŠP) paraugu ar un bez nanopildvielas (0.03% pēc masas) mehāniskās īpašības trīs punktu liecē un siltumvadāmība. Elektrovadošiem materiāliem tika noteikta elektrovadāmība pirms un pēc sabrukšanas (BŠP paraugiem). Tad tika uzsākts 1. posms no pilnā gada ūdens absorbcijas - vasara: trīs mēneši pie istabas temperatūras (+20 °C), kas turpināsies līdz nākamā gada janvāra beigām. Papildus tika uzsākta ūdens absorbcija visu pētāmo materiālu paraugiem vidēs ar temperatūru 20 °C un 50 °C līdz līdzsvara mitruma daudzuma sasniegšanai.

2. Sagatavota prezentācija ziņojumam DFMN 2019 konferencē:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. Flexural properties of the epoxy resin filled with single and hybrid carbon nanofillers. DFMN 2019, November 19-22, 2019, Moscow, Russia. Book of abstracts, p. 350.

3. Sagatavoti projekta 2. gada izplatīšanas/komunikācijas un 2. gada progresa atskaites, kas tika publicēti ZENODO un LU repozitorijā, nodrošinot atvērto piekļuvi.

4. Sagatavota prezentācija 2. gada progresa semināram LU Materiālu mehānika institūta darbiniekiem par projekta galvenajiem rezultātiem.

Iegūto rezultātu izplatīšanai plašā auditorijā kā parasti tika publicēti vairāki ziņojumi Facebook profesionālajā profilā.

9. ceturksnis (01.01.-31.03.2020.)

Šajā ceturksnī tika veiktas sekojošas darbības:

1. Pilnā gada hidrotermiskajai novecošanai tika pabeigts 1. posms: vasaras sezona (3 mēneši ūdenī pie istabas temperatūras); un uzsākts 2. posms: rudens sezona (3 mēneši ūdenī pie temperatūras +10 °C). Tāpat turpinājās ūdens absorbcija visu pētāmo materiālu paraugiem vidēs ar temperatūru 20 °C un 50 °C līdz līdzsvara mitruma daudzuma sasniegšanai.

2. Pēc vasaras sezonas tika pārbaudītas visu pētāmo materiālu mehāniskās īpašības trīs punktu liecē un siltumvadāmība. Elektrovadošiem materiāliem (epoksīda saistvielai pildītai ar 0,1% pēc masas oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru attiecībā 1:1 un vienvirziena un simetriskā sakārtojuma bazalta šķiedras plastikāta (BŠP) paraugiem ar nanopildvielu (0.03% pēc masas) tika noteikta elektrovadāmība mehānisko pārbaužu laikā. Iegūtie dati tika apstrādāti un salīdzināti ar eksperimentāliem rezultātiem, kas tika iegūti pirms hidrotermiskās novecošanās.

3. Tika sagatavots zinātniskais raksts par hidrotermiskās novecošanās ietekmi uz epoksīda un nanokompozīta mehāniskajām un termomehāniskajām īpašībām. Sadarbībā ar kolēģiem no Patrasas Universitātes (Patrasa, Grieķija) tika modelēta šo mehānisko īpašību degradācija. Raksts tika nosūtīts līdzautoriem, un pēc saskaņošanas ar viņiem tiks iesniegts zinātniskajā žurnālā Polymers, kuram ir atvērtā piekļuve.

4. Sadarbībā ar Rīgas Valsts 1. ģimnāzijas skolniecēm daži projekta rezultāti tika iekļauti zinātniskās pētniecības darbā “Viedo ar oglekļa nanopildvielām modificēta kompozīta un šķiedras plastikāta fizikālas īpašības”, kas tika atzinīgi novērtēts Pierīgas reģiona skolēnu 44. Zinātniskās pētniecības darbu (ZPD) konferencē un izvirzīts tālāk uz ZPD konkursa 3. posmu š.g. 3. un 4. aprīlī, kad notiks Valsts ZPD konference. Šai konferencei tika sagatavots plakāts. Tādējādi tiks popularizēti projekta rezultāti skolēnu vidē.

10. ceturksnis (01.04.-30.06.2020.)

Pirmkārt, sadarbībā ar kolēģiem no Patrasas Universitātes (Patrasa, Grieķija) un Polimēru, kompozītu un biomedicīnas materiālu institūtu (Portiči, Itālija) tika nopublicēts zinātniskais raksts par hidrotermiskās novecošanās ietekmi uz epoksīda un nanokompozīta mehāniskajām un termomehāniskajām īpašībām:

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Papanicolaou G., Portan D., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. Hydrothermal aging of an epoxy resin filled with carbon nanofillers. Polymers, 2020, Vol. 12, 1153; DOI:10.3390/polym1205115, https://www.mdpi.com/2073-4360/12/5/1153.

Otrkārt, pēc rudens sezonas tika pārbaudītas visu pētāmo materiālu mehāniskās īpašības trīs punktu liecē un siltumvadāmība. Elektrovadošiem materiāliem (epoksīda saistvielai pildītai ar 0,1% pēc masas oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru attiecībā 1:1 un vienvirziena un simetriskā sakārtojuma bazalta šķiedras plastikāta (BŠP) paraugiem ar nanopildvielu (0.03% pēc masas) tika noteikta elektrovadāmība mehānisko pārbaužu laikā. Iegūtie dati tika apstrādāti un salīdzināti ar eksperimentāliem rezultātiem, kas tika iegūti pirms hidrotermiskās novecošanās un pēc vasaras sezonas. Pārējiem paraugiem tika uzsākta ziemas sezona (3 mēneši pie temperatūras apm. -10 °C). Tāpat turpinājās ūdens absorbcija visu pētāmo materiālu paraugiem vidēs ar temperatūru 20 °C un 50 °C līdz līdzsvara mitruma daudzuma sasniegšanai.

Treškārt, LU mājas lapā tika nopublicēts populārzinātniskais raksts “Viedie nanokompozīti ārējās vides apstākļos” par projekta galvenajiem rezultātiem: https://www.lu.lv/par-mums/lu-mediji/zinas/zina/t/59232/.

Vēl sadarbībā ar ārzemju kolēģiem tika sagatavoti un iesniegti trīs projekta pieteikumi:

1. “Predictive Multiparametric Modelling for Optimal Repair of Composite Wind Turbine Blades” (Acronym: PROFOUND). Call for proposals involving Nordic or Nordic-Baltic PhD and researcher mobility and network activities. Project coordinator: Tatjana Glaskova-Kuzmina (University of Latvia, Latvia).

2. “Smart High-Performance Composites for Energy & Transport” (Acronym: Smart-Comp-ET). M-era. Net. Project coordinator: Monssef Drissi-Habti (Université Gustave Eiffel, France).

3. “Polymer composite construction reinforced with a customized 3D fabric” (Acronym: 3DCOMFAB). M-era. Net. Project coordinator: Katerina Zetkova (SYNPO, Czech Republic).

 

11. ceturksnis (01.07.-30.09.2020.)

Šajā ceturksnī tika veikti sekojoši eksperimentālie darbi:

1. Lai realizētu ūdens absorbciju vidē ar temperatūru 70 °C līdz līdzsvara mitruma daudzuma sasniegšanai, tika izgatavoti testa paraugi vienvirziena un simetriskā sakārtojuma bazalta šķiedras plastikātam, kas tika impregnēts ar epoksīda saistvielu vai nanokompozītu (epoksīda saistvielu pildītu ar 0,1% pēc masas oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru attiecībā 1:1). Izgatavotiem paraugiem tika uzsākti ūdens absorbcijas eksperimenti, kas turpināsies līdz visiem paraugiem būs konstanta masa. Tad tiks pārbaudītas to mehāniskās, elektriskās un siltumfizikālās īpašības.

2. Pēc ziemas sezonas (3 mēneši pie temperatūras -10 °C) tika pārbaudītas visu pētāmo materiālu mehāniskās īpašības trīs punktu liecē un siltumvadāmība. Elektrovadošiem materiāliem (epoksīda saistvielai pildītai ar 0,1% pēc masas oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru attiecībā 1:1 un vienvirziena un simetriskā sakārtojuma bazalta šķiedras plastikāta (BŠP) paraugiem ar nanopildvielu (0.03% pēc masas) tika noteikta elektrovadāmība mehānisko pārbaužu laikā. Iegūtie dati tika apstrādāti un salīdzināti ar eksperimentāliem rezultātiem, kas tika iegūti pirms hidrotermiskās novecošanās, kā arī pēc vasaras un rudens sezonām.

12. ceturksnis (01.10.-31.12.2020.)

Šajā ceturksnī tika veiktas sekojošas darbības:

1. Tika pabeigta pilnā gada hidrotermiskā novecošana un pēc pavasara sezonas (3 mēneši pie temperatūras +10 °C) tika pārbaudītas visu pētāmo materiālu mehāniskās īpašības trīs punktu liecē un siltumvadāmība. Elektrovadošiem materiāliem (epoksīda saistvielai pildītai ar 0,1% pēc masas oglekļa nanocaurulīšu un nanošķiedru attiecībā 1:1 un vienvirziena un simetriskā sakārtojuma bazalta šķiedras plastikāta (BŠP) paraugiem ar nanopildvielu (0.03% pēc masas) tika noteikta elektrovadāmība mehānisko pārbaužu laikā. Iegūtie dati tika apstrādāti un salīdzināti ar eksperimentāliem rezultātiem, kas tika iegūti pirms hidrotermiskās novecošanās, kā arī pēc vasaras, rudens un ziemas sezonām.

2. Sagatavots zinātniskais raksts, kas tika iesniegts žurnālā Polymer Degradation and Stability (Q1):

Glaskova-Kuzmina T., Aniskevich A., Zotti A., Borriello A., and Zarrelli M. “Seasonal hydrothermal ageing of basalt fibre/epoxy laminates filled with hybrid carbon nanofiller”. Polymer Degradation and Stability, 2020, submitted.

3. Sagatavoti projekta 3. gada izplatīšanas/komunikācijas un 3. gada progresa atskaites, kas tika publicēti ZENODO repozitorijā, nodrošinot atvērto piekļuvi.

4. Sagatavota prezentācija 3. gada progresa semināram LU Materiālu mehānika institūta darbiniekiem par projekta galvenajiem rezultātiem.

5. Apmeklēti tiešsaistes mācību kursi “Theoretical and practical guide to the proposal writing of H2020/Horizon Europe projects” un “Financial management of H2020 projects theoretical and practical approach”, kurus organizēja EFMC 2020. g. novembrī, lai uzlabotu zināšanas un kompetenci projektu pieteikumu rakstīšanā un finanšu vadībā.

6. Iesniegti 2 projekta pieteikumi:

1. “Sustainable and durable basalt fibre reinforced plastics for efficient urban transport“, Baltic Research Programme 2020, Projekta vadītāja Tatjana Glaskova-Kuzmina (iesniegts 2020. g. oktobrī, un pašlaik notiek tā vērtēšana);

2. “Polymer composite construction reinforced with a customized 3D fabric”, M-Era.Net 2020, Projekta vadītāja no LU Tatjana Glaskova-Kuzmina (iesniegts 2020. g. novembrī, un pašlaik notiek tā vērtēšana).

Iegūto rezultātu izplatīšanai plašā auditorijā kā parasti tika publicēti vairāki ziņojumi Facebook profesionālajā profilā.