The use of plasma discharges as a new approach for edge preparation of cutting tools

Výzva	Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4
Hlavný riešiteľ	Tomáš Vopat
Prijímateľ	Slovenská technická univerzita v Bratislave
Celkový rozpočet	148 306,80 €
Príspevok poskytovateľa	148 306,80 €
Zdroj financovania	Plán obnovy a odolnosti
Začiatok realizácie	september 2024
Koniec realizácie	august 2026
Kategória výskumníka	R3
Vedná oblasť	Fyzikálne, technické vedy a matematika

Anotácia

Nanotechnológie sa stali v posledných rokoch hlavnými oblasťami výskumu vďaka pokroku vo vysokorýchlostných počítačoch, experimentálnych technikách a schopnosti syntetizovať a skúmať hmotu na atomárnej úrovni. Nezvyčajné vlastnosti hmoty možno pozorovať, keď sa ich veľkosť zmenší na niekoľko nanometrov. Vlastnosti malých nanočastíc – atómových klastrov sa môžu dramaticky líšiť v závislosti od veľkosti klastra a zloženia. Výmena jedného atómu alebo zmena počtu atómov môže výrazne zmeniť vlastnosti klastra, dokonca aj náboj klastra môže ovplyvniť požadované vlastnosti. V tomto bode je potrebné preskúmať chápanie klastrových systémov na atómovej úrovni vzhľadom na súčasné teoretické prístupy, ktoré môžu zvýšiť potenciál atómových nanoklastrov ako stavebných jednotiek pre nové materiály. Cieľom predkladaného projektu je teoretický návrh nových stabilných atómovo presných nanoklastrov s technologicky atraktívnymi vlastnosťami. Očakávame, že použitím teórie funkcionálu hustoty získame detailné pochopenie elektrónovej štruktúry klastrov, čo umožní ďalší návrh nanoklastrov dopovaných heteroatómami s vlastnosťami šitými na mieru. Naším cieľom je skúmať a vyvíjať nové nanoklastre zložené z prvkov hlavných skupín pre aplikácie, ako je katalýza aktivácie/redukcie CO2 na chemikálie s pridanou hodnotou, štiepenie vody na výrobu H2 alebo magnetické superatómy pre spintroniku. V rámci tohto projektu je jedným z cieľov ísť nad rámec súčasného stavu s vývojom nových výpočtových stratégií na výpočet presných interakčných energií a bariér pomocou metódy Quantum Monte Carlo (QMC). Udržateľnosť priemyselných procesov a environmentálne neškodná chémia je ďalším aspektom, ktorý chceme v rámci tohto projektu riešiť. Rýchlo sa meniaca klíma vytvára nové príležitosti pre obehové hospodárstvo, ktoré môže priniesť výhody, ako sú procesy s nižšou spotrebou energie, zachovanie vzácnych druhov a nižšia toxicita v odpade.