Cinkov oksid (ZnO) je materijal velike termičke i kemijske stabilnosti, te niske toksičnosti, što ga čini vrlo pogodnim za primjenu u tehnologiji. Optimalna kombinacija optičkih, električnih i mikrostrukturnih svojstava, široki energijski procijep (3.37 eV) i velika slobodna energija vezanja ekscitona (60 meV) čine ZnO atraktivnim kandidatom za izradu optoelektroničkih uređaja koji rade u plavom i ultraljubičastom području spektra.[1,2] Razvoj metoda sinteze nanočestica ZnO kontrolirane veličine i morfologije ima veliku važnost za njegovu tehnološku primjenu. Kako bi se poboljšala željena svojstva određenog materijala i njegova funkcionalnost tzv. usko grlo svakog istraživanja predstavlja pronalazak optimalne kombinacije mehaničkih, fizičkih i kemijskih svojstava materijala. U području istraživanja nanočestica ZnO postoji značajan broj znanstvenih radova u kojima je težište stavljeno na postupak priređivanja ovog materijala, sa ciljem da se postigne optimalna kontrola veličine, oblika i disperzibilnosti čestica. Međutim, vrlo je mali broj dosadašnjih istraživanja u kojima se detaljno pojasnjava sprega mikrostrukturalnih parametra (veličine čestica, naprezanja, deformacija) u uvjetima tlaka i temperature koji nisu standardni, a koji su jedan od odlučujućih parametera kada je u pitanju direktna primjena ovog materijala.Iako s kemijskog stajališta jednostavan spoj, ZnO je morfološki vrlo bogat, čemu svjedoči i iznimno veliki broj znanstvenih istraživanja usmjerenih ka razumijevanju povezanosti odabira metode priprave ZnO i strukturnih/mikrostrukturnih parametara (veličina čestica, naprezanje, elastična deformacija). Važnu ulogu u sintezi nanočestica ZnO, a osobito u pojašnjenju sprege veličine i geometrijskog oblik čestica ZnO imaju pored same metode priprave i ostali parametri sinteze kao što su početna cinkova sol, otapalo, pH-vrijednost, temperatura, te vrijeme starenja. Provođenje eksperimenata rendegenske difrakcije u uvjetima koji nisu standardni (ambijentalni) (visoki tlak, visoka temperatura) omogućava detaljan uvid u korelaciju između strukturnih (mehanizam faznog prijelaza) i mehaničkih svojstava materijala, budući da su navedene značajke u velikoj mjeri povezane s pojavom naprezanja i deformacije uslijed promjene strukture materijala.

Znanstveni cilj predloženog projekta je metodom sinkrotronskog rendegenskog zračenja pri visokom tlaku in situ proučiti izravan utjecaj promjene tlaka na mikrostrukturne (veličina čestica, naprezanje, deformacija) i strukturne parametre nastale uslijed očekivanog faznog prijelaza uzoraka ZnO priređenim različitim metodama sinteze: (a) solvotermalno, upotrebom cinkovoga acetilacetonata monohidrata, Zn(C5H7O2)2∙H2O, u prisutnosti organskog aditiva, trietanolamina (TEA), i/ili različitih otapala pri različitim temperaturama, (b) termičkom razgradnjom Zn(C5H7O2)2∙H2O uz izravno zagrijavanje na temperaturama višim od 200 °C. Uzorci će dodatno biti okarakterizirani i Ramanovom spektroskopijom pri visokom tlaku. Za očekivati je da će se sustavnim istraživanjem uz kombinaciju s provođenjem napredne strukturne i mikrostrukturne karakterizacije dobivenih ZnO struktura (heksagonske i kubične) i teorijske studije omogućiti i dublji uvid u mehanizam površinske interakcije između ZnO i molekula otapala/TEA. Pretpostavlja se da upravo površinska energija uz utjecaj površinskih stabilizirajućih skupina igra ključnu ulogu određujući stabilnost tijekom faznog prijelaza heksagonske u kubičnu strukturu nanokristalnog ZnO (i obrnuto) pri uvjetima visokog tlaka.

In situ mjerenja rendgenske difrakcije na prahu uz povećanje/smanjenje tlaka provesti će se na mjernoj postaji BL12B2 (sinkrotron SPring 8, Hoygo, Japan), dok će se snimanja uzoraka Ramanovom spektroskopijom pri visokom tlaku provesti u Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research, HPSTAR (Peking, N.R. Kina).