Tartu Ülikool jagab materjaliteaduses Eesti esimesed doktorikraadid

4. ja 7. juulil kaitsevad Tartu Ülikoolis doktorikraadi esimesed materjaliteaduse tudengid. Martin Järveküljest, Sergei Vlassovist ja Margus Kodust saavad esimesed selle eriala doktorid, kes on kraadi kaitsnud Eestis.

[[{"type":"media","view_mode":"media_large","fid":"38474","attributes":{"alt":"","title":"","class":"media-image","typeof":"foaf:Image","wysiwyg":1}}]]Martin Järvekülje doktoritöö tulemiks on täiesti uudse struktuuriga materjal - vaid valguse lainepikkuse paksusest metallioksiidsest kilest torukesed, mille rakendustena nähakse katalüsaatoreid ja biomaterjale. Sergei Vlassov selgitas oma töös mitmeid nanodimensiooniga seotud aspekte hõõrdumises ja biosensoorikas. Mõlema väitekirja suunitlust tööstusesse näitavad töödele lisatud patendid. Margus Kodu huvitus oma töös magneesiumi ja baariumi kilede kasutamise võimalustest plasmakuvarite kaitsekihtides. Doktoritöö kasvas välja Tartu Ülikooli ja Samsung SDI vahelisest koostöölepingust.

TÜ nanostruktuuride füüsika labori juhataja, vanemteadur Ants Lõhmuse sõnul töötab Eestis praegugi juba suur hulk füüsikuid, keemikuid ja tehnikateadlasi, kelle kohta sobib öelda materjaliteadlane - siiani pole aga Eestis selle eriala doktoridiplomit välja antud. "Seda olulisem verstapost kohe kaitstavad doktoritööd Eesti ja TÜ jaoks on - ühest küljest saab akadeemiline pool nüüd oluliselt rohkem informatsiooni ning tegeleb tööstusele vajalike probleemide lahendamisega. Veelgi olulisem on aga tööstuspartneritele edastatav teave materjaliteaduse ja nanotehnoloogia võimalustest, tulevikusuundumustest ja Tartu Ülikooli teadlaste kompetentsist."

Materjaliteadus - üks kaasaaegse tehnoloogilise ühiskonna alustalasid - on viimasel ajal omandanud nanodimensiooni. See tähendab, et materjalide omadusi on võimalik mõjutada meile kasulikus suunas muutes lisaks keemilisele koostisele nende koostisosakeste suurust.

Lõhmuse hinnangul on on nanotehnoloogia atraktiivne eeskätt just oma potentsiaalsete rakenduste tõttu, kuid seal leidub küllaldaselt veel seniavastamata fundamentaalseid nähtusi. "Nanotehnoloogia on kiiresti arenev, multidistsiplinaarne ja ilma selgete väljakujunenud tavade ning traditsioonideta ja pakub seega ka väikeriikidele nagu Eesti suurpäraseid võimalusi maailma tehnoloogilises arengus kaasa rääkida," ütles Lõhmus.

Eestis on materjali- ja nanoteaduse arengule märgatavalt kaasa aidanud Eesti Nanotehnoloogia Arenduskeskuse tegevus. TÜ keemikute, füüsikute ja materjaliteadlaste koostöös TTÜ uurijatega on rajamisel Eesti teaduse teekaardi infrastruktuuri objekt "Nanomaterjalid – uuringud ja rakendused". See täiendab veelgi nanomaterjalide uuringuteks vajalikku seadmeparki ja tõstab Eesti teadlaste konkurentsivõimet rahvusvahelisel areenil.

Martin Järvekülg kaitseb oma tööd TÜ nõukogu saalis (TÜ peahoone II korrus) 4. juulil kell 12 ja Sergei Vlassov samas kell 14. Margus Kodu doktoritöö kaitsmine toimub 7. juulil TÜ nõukogu saalis kell 10.15.

Doktoritöödest:

Martin Järvekülje uurimisteema on "Mikrorull-struktuurid geel-kile rullumise teel Zr, Ti ja Hf butoksiidist lähtudes" (juhendajad on dr.Ants Lõhmus ja dr. Uno Mäeorg, oponendid dr. Marco Natali Padua Ülikoolist ja dr.Mihkel Koel Tallinna Tehnikaülikoolist).

Väga õhukeste, vaid poole valguse lainepikkuse suuruste kilede rullumine mikro- ja nanotorudeks on materialiteaduse kümne aasta vanune aktuaalne valdkond, mille sünni juures viibis ka Järvekülg ise.
Martin Järvekülje väitekiri käsitleb originaalset sool-geel meetodit metalloksiidsete mikrorullide valmistamiseks metallide alkoksiididest saadavate geel-kilede rullumise teel. Meetod põhineb geelkile pragunemise tulemusena toimuval iseeneslikul jagunemisel segmentideks ja materjali mehaanilistest pingetest tingitud spontaansel rullumisel. Tavapäraselt peetakse pragunemist kiletehnoloogias soovimatuks ja kindlasti on valdav enamus kilede uurimustest pühendatud pragunemise vältimisele. Geelkile pragunemiskatsete tulemuste põhjal aga konstrueeriti plokk-vedru mudel, mis võimaldab suhteliselt hea kokkulangevusega eksperimendis nähtavate pragunemismustrite simuleerimist. Uudse kujuga metalloksiidse materjali võimalike rakendustena nähakse muuhulgas optilisi resonaatoreid, mikrokonteinereid, katalüsaatoreid ja biomaterjale.

Sergei Vlassovi doktoritöö teema on "Nanostruktuuride vastastikmõjude ja nende mehaanilisete omaduste väjaselgitamine kasutades helihargi tüüpi kvartsresonaatorit" (juhendaja dr. Rünno Lõhmus, oponent Prof. Ion Marius Sivebaek, Department of Mechanical Engineering, Technical University of Denmark)

Vätekirjas käitletakse mitmeid nanomõõutudega seotud tunnetuslikke aspekte nanohõõrdumises, nanomehaanikas ja biosensoorikas. Selle multidistsiplinaarse töö kõki osasid läbivaks eesmägiks on nanomõjude olemuse selgitamine. Tehnoloogia üldise pisendamistrendi valguses on väga oluline mõista nanoskaalas toimuvaid nähtusi. Nende protsesside uurimiseks sobib väga hästi helihargi tüüpi kvartsresonaator. Seadme tundlikkus on piisav nanoskaalas toimuvate muutuste märkamiseks. Vlassov töötas välja meetodi, mis võmaldas elektronmikroskoobi sees reaalajas kontrollitavalt
positsioneerida siledal pinnal Au nanoosakesi ja ZnO nanotraate koos mehaaniliste omaduste väjaselgitamisega, mõõtes samaaegselt hõõrdejõde.

Eksperimentaalsete tulemuste usaldusväärsuse tõstmiseks töötati välja unikaalne meetod aatomjõu mikroskoobi teraviku puhastamiseks eksperimendi kägus. Ainulaadne tehnoloogia võmaldab teravikku puhastada ilma seda uuritavalt kohalt liigutamata. Meetod on patenteeritud.Lisaks töötas Vlassov välja uue meetodi ja vastava seadma aineosakeste adsorptsioonikineetika jälgimiseks vesilahuses.

Margus Kodu doktoritöö teemaks oli "Magneesiumoksiidi ja baariumi kolmikoksiidide õhukeste kilede impulss-lasersadestamine plasmakuvarite kaitsekihtide rakenduseks" (juhendaja dr. Raivo Jaaniso, oponendid dr. Sanjay K. Ram, Universidade Nova de Lisboa ja dr. Sergei Bereznev, Tallinna Tehnikaülikool)

Selles doktoritöös uuriti erinevaid plasmaekraanide kaitsekilede parendamise võimalusi. Põhiliselt pöörati tähelepanu kaitsekilede ühele olulisimale omadusele – vähendada plasmaekraanide energiatarvet. Selleks sadestati uuritavast materjalist nanokile spetsiaalsele elektroodalusele ja mõõdeti kahest vastakuti asetatud alusest koosneva testraku süttimispinget. Süttimispinge väärtus on otseses sõltuvuses plasmaekraani energiatarbega – mida madalam süttimispinge, seda madalam energiatarve. Lisaks süttimispingetele uuris doktorant ka antud materjalidest valmistatud kilede struktuuri ja luminestsentsomadusi. Doktoritöö kasvas välja Tartu Ülikooli ja Samsung SDI vahelisest koostöölepingust.

Lisainfo: Ants Lõhmus, TÜ nanostruktuuride füüsika labori juhataja, tel 737 4618, 517 6542, ants.lohmus@ut.ee

Anneli Miljan
Tartu Ülikooli pressiesindaja
tel 737 5683
mob 515 0184
anneli.miljan@ut.ee
www.ut.ee