Materijali koji reagiraju na podražaje iz okoliša
A. Puškarić, L. Androš Dubraja, M. Dunatov
U znanosti o materijalima od velike je važnosti pronaći multifunkcionalne materijale za razvoj novih uređaja boljih performansa, vodeći pritom pažnju o globalnim ekološkim i energetskim potrebama. U najvećoj mjeri razvoj tehnologija i proizvoda se oslanja na korištenje znatnih količina teških metala, što zbog njihove toksičnosti, oskudnih elementnih resursa i visokih troškova priprave postaje sve veći ekološki problem.
U posljednjih nekoliko godina, osim tradicionalnih anorganskih materijala, sve je veći interes za metal-organske hibridne sustave, kao ekološki prihvatljive alternative, ali i materijale s tehnološki važnim fizikalnim svojstvima relevantnim za područja istraživanja od optike do elektronike. Među njima, posebna se pažnja posvećuje onim materijalima koji pokazuju neku vrstu odgovora na određeni podražaj, primjerice fazne pretvorbe uzrokovane promjenom temperature, tlaka ili nekog drugog parametra.
Grupa znanstvenika za molekulske feroelektrike iz Laboratorija za sintezu novih materijala, u seriji kompleksnih soli bis(oksalato)kromata(III) s bicikličkim amonijevim kationima uspješno je demonstrirala kako reverzibilne strukturne transformacije potaknute promjenom atmosferskih prilika, poput vlage i temperature, ili izlaganjem parama alkohola mogu dovesti do značajnih promjena električnih svojstva tih materijala.
Osim strukturnih transformacija, ova serija spojeva pokazuje rijetku pojavu u metal-organskim sustavima, pleokroizam; optički fenomen promjene boje materijala ovisno o kutu gledanja pod polariziranim svjetlom, od praktičnog interesa u mineralogiji. Za potrebe in-situ praćenja električnih svojstva materijala pod utjecajem različitih stimulansa, grupa je samostalno konstruirala stanicu za senzorska ispitivanja. Dobiveni materijali upravo su od potencijalnog interesa u senzorskim uređajima (vlage, alkohola, temperature), za primjene kao što su analiza daha ili praćenje kvalitete zraka i okoliša.
Rezultati su objavljeni u časopisu Journal of Materials Chemistry C, a istraživanje je provedeno u sklopu uspostavnog projekta 'Metal-organski molekulski materijali kao potencijalni feroelektrici' koji financira Hrvatska zaklada za znanost te vodi dr. sc. Lidija Androš Dubraja.
Projekt trenutno okuplja tim od tri istraživača, koji uz dr. sc. Lidiju Androš Dubraja, čine doktorand Marko Dunatov i dr. sc. Andreas Puškarić iz Laboratorija za sintezu novih materijala IRB-a, a koji uspješno surađuju i s ostalim znanstvenicima s IRB-a i šire, te su tako uz njih, kao autori na radu, sudjelovali dr. sc. Luka Pavić iz Laboratorija za funkcionalne materijale te dr. sc. Zoran Štefanić iz Laboratorija za kemijsku i biološku kristalografiju IRB-a.
Cilj je istraživačkog tima, tijekom pet godina, koliko je predviđeno trajanje projekta, istražiti odnos između sinteze, strukture, morfologije i (fero)električnih svojstava metal-organskih materijala.
Zbog izuzetnih strukturnih, optičkih i električnih svojstva koje su ovi spojevi pokazali, u planu su buduća istraživanja koja će biti usmjerena na dobivanje tankih filmova ovih spojeva te istraživanja dodatnih funkcionalnosti, kao što su 'hvatanje' različitih molekula koje su prijetnja okolišu (npr. NH3, SO2, CO2, CO, CH4).
