Sirvi Kuupäev , alustades "2011-06-04" järgi

Filtreeri tulemusi aasta või kuu järgi

Nüüd näidatakse 1 - 3 3

Tubular microstructures by Hf-, Zr- and Ti-butoxide gel sheet rolling
(2011-06-04) Järvekülg, Martin
Õhukeste kilede rullumine mikro- ja nanotorudeks on kümne aasta vanune aktuaalne valdkond materjaliteaduses. Selle materjali vormimise ideoloogia ellurakendamiseks on seni kasutatud kõrgvaakumis läbiviidavaid materjali sadestamise ja vormimise meetodeid. Valmistatud struktuurid on potentsiaalselt kasutatavad mikrokanalite, optiliste resonaatorite, mikrosensorite või biomaterjalidena. Käesolev väitekiri käsitleb uudset ja originaalset sool-geel meetodit metalloksiidsete mikrorullide valmistamiseks metalli alkoksiididest saadavate geel-kilede rullumise teel. Meetod põhineb geelkile iseeneslikul jagunemisel segmentideks selle pragunemise tulemusena ja moodustunud materjali mehaanilistest pingetest tingitud spontaansel rullumisel. Tavapäraselt peetakse selliseid protsesse sool-geel meetodite puhul soovimatuteks. Käesolevas töös uuriti geelkile pragunemise protsesse, mis määravad rulluva kilesegmendi mõõtmed ning hinnati lähteine koostise ning geelistumisreaktsioonide kestvuse mõju rullumise teel saadavate struktuuride mõõtmetele. Meetod kohandati ka titaan- ja hafnium(IV)butoksiidist torujate mikrostruktuuride valmistamiseks, ühtlasi näidati et geelstruktuure on võimalik kuumutada oksiidmaterjali saamiseks ilma, et mikrostruktuurid laguneks. Tsirkooniumoksiidi puhul täheldati struktuuride lagunemist tetragonaalse ja monokliinse faasi vahelise siirde tõttu kuumutamisel 700 ºC kraadini. Ühtlasi näidati, et materjali lagunemist kuumutamisel on võimalik vältida üttriumi lisamise teel materjali koostisesse. Geelkile pragunemiskatsete tulemuste põhjal konstrueeriti plokk-vedru mudel, mis võimaldab eksperimendis nähtavate pragunemismustrite suhteliselt hea kokkulangevusega simuleerimist. Uudse kujuga metalloksiidse materjali võimalike rakendustena nähakse muu-hulgas optilisi resonaatoreid, elongeeritult vabastavaid materjale, mikrokonteinereid, katalüsaatoreid ja biomaterjale.
Investigation of nanoscale interactions and mechanical properties of nanostructures using quartz tuning fork based real-time measurements
(2011-06-04) Vlassov, Sergei
Väitekirjas käsitletakse mitmeid nanomõjudude tunnetuslikke aspekte nanotriboloogias, nanomehaanikas ja biosensoorikas. Selle multidistsiplinaarse töö kõiki osasid ühendavaks läbivaks eesmärgiks on nanointeraktsioonide olemuse selgitamine. Tehnoloogia üldise miniaturiseerimistrendi valguses on väga oluline mõista nanoskaalas toimuvaid vastastikmõjusid. Nende protsesside uurimiseks sobib väga hästi helihargi tüüpi kvartsresonator (QTF). Seadme tundlikkus on piisav nanoskaalas toimuvate muutuste mõõtmiseks. QTF on läbivaks uurimisvahendiks kõikides doktoritöö raames teostatud eksperimentaalsetes töödes, mille lühikirjeldus toodud allpool Töötati välja meetod, mis võimaldas elektronmikroskoobi sees reaalajas kontrollitavalt positsioneerida siledal pinnal Au nanoosakesi ja ZnO nanotraate koos mehaaniliste omaduste väljaselgitamisega mõõtes samaaegselt hõõrdejõude. Jõusensori valmistamiseks kinntati kvartsresonaatori (QTF) ühele haarale aatomijõu mikroskoobi (AFM) teravik. Mõõtmisi teostati kahes erinevas võnkereziimis: risti ja paralleelselt pinnaga. Paralleelse võnkereziimi korral leiti, et sensor omab suuremat tundlikkust ja võimaldab tulemuste otsest tõlgendust. Pinnaga ristvõnkumise korral on lihtsam tagada teraviku ja pinna vahekauguse konstantsus, kuid samas lisandub tundmatu ja eksperimendis arvestamata jääv vertikaalne jõukomponent, mis suurendab mõõtmiste määramatust. Kasutades seda mõõtemetoodikat leiti seosed nanoosakeste kuju ja hõõrdeomaduste vahel. Leiti ka termilise töötlemise mõju kulla nanoosakeste kujule ja hõõrdeomadustele. Nanotraatide (NW) hõõrdeomaduste väljaselgitamiseks paigutati positsioneeriv teravik NW keskele ja lohistati mööda siledat alust. Young’i mooduli leidmiseks, mis kasutakse ka NW hõõrdejõude arvutamiseks, paigutati NW fokuseeritud ioonkiirega (FIB) söövitatud „kaeviku“ ühele äärele nõnda, et pool NW paiknes vabalt üle ääre augu kohal, mis võimaldas teda painutada kalibreetitud AFM teravikuga ja seeläbi ka määrata vastav paindele mõjuv jõud. See meetod vähendab hõõrdumise mõõtmiste määramatust, kuna iga NW Young’i moodul mõõdetakse eraldi konkreetse traadi jaoks ja ei ole vaja kasutada materjali keskmistatud Young’i moodulit. Selles mõõteprotsessis pole vajadust kasutada liimimist ega keevitust, seega säilivad nanotraadid ja nende omadused ning nad on ka järgmistes ekspermentides korduvkasutatavad. Mõõtmistes kasutati erineva pikkuseja ja läbimõõduga nanotraate ning näidati lineaarset seost traadi läbimõõdu ja hõõrdejõudu vahel Lisaks ekspermentaalsetele mõõtmistele uuriti nanoosaksete omadusi teoreetilise modelleerimise kaudu. Töötati välja uus pingeleevendus mehhanismi mudel viisnurksete nanoosakete ja- varraste jaoks. Leiti, et nanovarrastel ja nanoosakestel mittekattuva võrestruktuuriga pinnakihti moodustumine võiks vähendada osakeste siseenergiat. Teoreetiliselt määrati ka optimaalsed võreparametrite erinevused, millega kaasneks maksimaalne energia vabanemine. Leiti minimaalne raadius, et vastava kattekihi moodustumine oleks energeetiliselt eelistatud, mis on umbes 10 nm nanoosakeste ja 100 nm nanovarraste jaoks. Eksperimentaalsete tulemuste usaldusväärsuse tõstmiseks töötati välja unikaalne meetod AFM teraviku puhastamiseks eksperimendi käigus. Ainulaadne tehnoloogia võimaldab AFM teravikku puhastada ilma uuritavalt kohalt liikumata. Meetodis kasutatakse puhastusvahendina süsihappegaasi, mis kondenseeritakse uuritavale objektile lume kujul. CO2-lumel on abrasiivsed omadused ja skanneerides teravikuga üle “lumise” uuritava pinna saaste eemaldub. Pärast puhastusprotsessi on võimalik jätkata mõõtmisprotsessi objektil täpselt samast kohast. Meetod on patenteeritud. Kasutades QTF-i töötati välja uus meetod ja vastav seade aineosakeste adsorbtsioonikineetika jälgimiseks vesilahuses. Sensor koosneb süsiniknanotorudest valmistatud nanopoorsest fiibrist, mis on kinnitatud kvartsresonaatori ühele haarale. Meetodil on eeliseid teiste tuntud andurite kasutamise ees, ja samas on lahendatud QTF kasutamisega vesilahustes seotud probleemid. Väljatöötatud meetod on patenteeritud. Leiutise rakendatavust biosensoorikas näidati valgu (Bovin Serum Albumin) adsorptsioonikiiruse määramisega süsinikust nanotorufiibri pinnale erinevatel pH (pH 7 ja pH 4.8) väärtustel.
Matrix effects in liquid-chromatography electrospray mass-spectrometry
(2011-06-04) Kruve, Anneli
Maatriksefektid tekivad ESI ionisatsiooniallikas analüüdi ionisatsioonil kui analüüdiga samal ajal elueerub vedelikkromatograafist kaasa mõni maatriksi komponent. Enamasti väljendub maatriksefekt analüüdi ionisatsiooniefektiivsuse languses – st kromatogrammil nähtav analüüdi piik proovi korral on väiksem kui sama kontsentratsiooniga analüüdi standardlahuse puhul. Selline fenomen viib alandatud analüüsitulemuseni. Seetõttu on oluline üritada maatriksefekti vähendada või arvesse võtta. Käesolevas töös esitatakse viis lähenemisviisi maatriksefekti vastu võitlemiseks. Kaks neist annavad võimaluse maatriksefekti vähendamiseks – prooviettevalmistuse optimeerimine ning ESI/MS parameetrite optimeerimine. Kaks meetodit võimaldavad maatriksefekti arvesse võtta – maatriksefekti arvestamine analüüsitulemuse määramatuse koosseisus ning korrigeerimine taustaioonide signaalide kaudu. Samuti esitatakse kombinatsiooniline meetod – ekstrapoleeriv lahjendus. Kõik lähenemisviisid on valideeritud ja nende rakendatavus testitud reaalsetel proovidel. Viiest lähenemisviisist kolm on kirjeldatud esmakordselt.