Materiali

Dr. Marjeta Maček Kržmanc

Raziskovalka z raznovrstnimi delovnimi in  raziskovalnimi izkušnjami, pridobljenimi  v  različnih delovnih okoljih industrije  in raziskovalnih organizacij. Načrtuje nove anorganske materiale za elektroniko in  pretvorbo energije. V zadnjem času se osredotoča na študij reakcijskih mehanizmov za nastanek nanostruktur in delcev  z definiranimi oblikami, predvsem takšnih, ki običajno ne nastanejo spontano. Eden izmed ciljnih materialov  so dvo-dimenzionalne (2D) nanostrukture in heterostrukture (nanoploščice), ki jih raziskuje kot fotokatalizatorje za  nastanek vodika s pomočjo sončne svetlobe. Več informavij na: http://www-k9.ijs.si/about-us/researches/marjeta-macek-krzmanc-phd

Kontakt
Marjeta Maček_Kržmanc_foto MarjanVerč
Raziskovalni program: Sodobni anorganski materiali in nanotehnologije
Tema usposabljanja: Hidrotermalne topokemijske pretvorbe plastovitih Aurivilliusovih perovskitov za pripravo 2D  perovskitnih (nano)ploščic vrste ABO3 in heterostruktur  ABO3/Aurivililius : Študij mehanizmov in funkcionalne (fotokatalitske) lastnosti pripravljenih materialov

Oblika, vrsta izpostavljenih ploskev in defekti lahko močno vplivajo na katalitske in fotokatalitske lastnosti nanostrukturiranih delcev. Eden izmed načinov za načrtovanje nanodelcev z obliko, drugačno od termodinamske, so topokemijske pretvorbe. Snovanje takšnih  nanostruktur/delcev temelji na izbiri prave kombinacije izhodiščnega in ciljnega materiala s primernim strukturnim ujemanjem ter na razumevanju kemijskih procesov v reakcijske mediju.

Z vidika fotokatalitske učinkovitosti predstavljajo tanke 2D nanostrukture številne prednosti v primerjavi z večjimi 3D strukturami.  Topokemijske pretvorbe 2D Aurivilliusovih faz (npr. Bi4Ti3O12) v 2D perovskite (npr.  ATiO3, A=Ba, Sr, Ca) so se do nedavnega raziskovale samo v staljenih soleh pri visokih temperaturah (900°C-1100°C). Skupina, v katero se bo vključila/vključil mlada raziskovalka/mladi raziskovalec,  je prva izvedla pretvorbo iz nanoploščic   Bi4Ti3O12 v nanoploščice  SrTiO3 in heterostruktur SrTiO3/Bi4Ti3O12 pri bistveno nižji temperaturi  (200°C) pod hidrotermalnimi pogoji. Omenjena pretvorba je bila natančno ovrednotena z vidika strukturnega ujemanja med fazama, podrobno je bil tudi raziskan mehanizem in  načini kontroliranje pretvorbe, ki lahko vodijo do zelo različnih funkcionalnih lastnosti. Nekateri rezultati so že bili objavljeni [1-3].

Mlada raziskovalka/mladi raziskovalec bo na začetku nadaljeval študij hidrotermalnih topokemijskih pretvorb nanoploščic Bi4Ti3O12 do nanoploščic ATiO3 (A=Ca, Ba) in tudi trdnih raztopin (Npr. Ba1-xSrxTiO3) in ovrednotil njihove lastnosti.  S tem bom pridobil natančno razumevanje mehanizmov in strategij za kontroliranje funkcionalnih karakteristik pripravljenih 2D perovskitnih titanatov, kar mu bo v nadaljevanju omogočilo, da bo lahko načrtoval podobne pretvorbe za druge 2D  Aurivilliusove faze (npr.  CaBi2Nb2O9).  Raziskal bo tudi načine za izboljšanje fotokatalitskih lastnosti s kombiniranjem 2D perovskitnih nanostruktur z drugimi 2D fotokatalizatorji (npr. g-C3N4).

Tema je primerna za mlado raziskovalko/raziskovalca, ki jo/ga zanima kemija in ima željo po poglobljenem razumevanju pojavov in je sposobna/sposoben samostojnega razmišljanja.  Tema je tudi primerna za tiste, ki jim je pomembno, da so začetne smernice doktorskega usposabljanja  že  podprte s preliminarnimi raziskavami. Delo bo precej dinamično in vključuje tako delo v laboratoriju (sinteze, karakterizacije materialov, fotokatalitske meritve) kot tudi delo z računalnikom (analize rezultatov, študij literature, izračuni, reševanje struktur, pisanje člankov).

 

  1. M. Maček Kržmanc*, N. Daneu, A. Čontala, S. Santra, K.M. Kamal, B. Likozar and M. Spreitzer, ACS Appl. Mater. Interfaces, 13 (2021) 370-381.
  2. Z. J. Gong, C. C. Chien S. Mudhulu, J. C. S. Wu, N. Daneu, M. Maček Kržmanc* and W. Y. Yu*, J. Catal., 416 (2022) 222–232.
  3. A. Čontala, N. Daneu, S. Gupta, M. Spreitzer, A. Meden and M. Maček Kržmanc*,  Nanoscale Adv.  5 (2023) 3005-3017.